On the coupling of two quantum dots through a cavity mode
研究了半导体微腔中两个远距离量子点通过虚光子交换实现的有效耦合。分析了产生强耦合的实验条件及其在发射光谱中的表现。
2010-07-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast and efficient photodetection in nanoscale quantum-dot junctions
我们报告的光电探测器中，胶体量子点直接桥接纳米间距的电极。与传统的量子点薄膜光电探测器不同，电荷迁移率在我们的量子点结中不再起作用，因为电荷提取仅需要两个单独的隧道事件。我们发现一个有效的光电导增益机制与外部量子效率的38电子每光子的响应时间快于300纳秒的组合。这种紧凑的器件架构可以为提高光电探测器性能开辟新的途径，其中效率和带宽不会以彼此为代价。
2012-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cavity-mediated coherent coupling between distant quantum dots
用于量子信息技术的可扩展架构需要选择性地耦合长距离量子比特，同时抑制环境噪声和串扰。在半导体材料中，量子点上的单个自旋与容纳费米模式的腔体的相干耦合为这一技术挑战提供了新的解决方案。在这里，我们展示了两个空间分离的量子点之间的相干耦合使用电子腔设计，利用在二维电子气的回音壁模式。腔介导的长距离耦合有效地最小化了点之间的不期望的直接串扰，并且定义了用于基于全电子闪烁器的量子信息处理的可扩展架构。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photovoltaic performances in a cavity-coupled double quantum dots photocell
本文通过电流-电压和功率-电压特性研究腔耦合双量子点光电池，发现腔耦合系数起耗散作用、腔体尺寸有限，且该结构更易吸收低能光子，为提高光电转换与内量子效率提供策略。
2024-02-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interaction between two modes of field mediated by two quantum dots in a photonic crystal cavity
我们在光子晶体腔中发现了双模场之间不寻常的合作双光子共振现象。当两个非共振量子点在每个腔模中发射一个光子并同时去激发时，就会发生双光子共振。在声子耦合的存在下，双光子共振的条件发生了显著的变化。利用这种双光子双模相互作用，我们提出了两个量子态的纠缠态。四元组的基由包含$0$、$1$和$2$光子的腔模的状态形成。我们还讨论了声子耦合对纠缠态负性的影响。
2020-08-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement Dynamics of Two Independent Cavity-Embedded Quantum Dots
研究了由两个固体辐射体（如两个量子点）嵌入两个相互分离的微腔构成的系统中纠缠的动力学行为。在这些固态系统中，除了与腔模耦合之外，发射器还耦合到连续的漏模，提供额外的损耗，并且它还受到声子诱导的纯退相机制的影响。我们将这种物理配置建模为由两个独立部分组成的多体系统，每个部分包含嵌入单模腔中的量子比特，暴露于腔损耗，自发发射和纯退相。我们研究了这种多体开放系统的纠缠随时间的演化，最后将这个理论框架应用到目前可用的微腔中的固态量子点的情况。
2010-11-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing electron-phonon interactions in the charge-photon dynamics of cavity-coupled double quantum dots
电子-声子耦合在半导体量子点的电荷动力学中起着重要的作用。在这里，我们探讨它的作用在腔耦合双量子点的电荷-光子动力学的组合。先前对这些系统的研究表明，强的电子-声子耦合对光子辅助发射和吸收过程的光电发射和增益有很大的贡献。我们比较了三种常见的栅极定义的量子点材料系统中的声子边带的影响：InAs纳米线和GaAs和Si二维电子气（2DEG）。我们比较我们的理论与现有的实验数据，从腔耦合InAs纳米线和GaAs 2DEG双量子点，并找到定量协议时，声子边带和光电子过程中的铅隧穿考虑。最后，我们表明，声子边带也导致一个相当大的重整化的腔频率，这使得在这些系统中的电子-声子耦合的直接光谱探针。
2017-11-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum optics and cavity QED with quantum dots in photonic crystals
本章主要研究半导体量子点在光子晶体腔中的外延生长量子光学。首先，我们将简要介绍光子晶体和量子点，然后介绍腔量子电动力学（QED）效应，特别强调在量子点-光子晶体平台上演示这些效应。最后，我们将重点讨论这种腔QED效应的应用。
2014-02-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A spin-photon interface using charge-tunable quantum dots strongly coupled to a cavity
含有电子或空穴自旋的带电量子点是适用于量子网络和分布式量子计算的明亮固态量子比特。将这种量子点自旋引入光子晶体腔中产生强自旋-光子界面，其中自旋可以通过调制腔反射系数来控制光子。然而，先前对这种自旋光子界面的演示依赖于由附近杂质随机充电的量子点，导致电荷状态的不稳定性，这导致腔反射率的对比度差。在这里，我们展示了一个强大的自旋光子接口使用量子点，是确定性地与二极管结构的充电。通过在光子晶体谐振腔中引入这种主动带电的量子点，我们实现了腔模和量子点的负电荷态之间的强耦合。此外，通过初始化的自旋，通过光泵浦，我们显示出强烈的自旋相关的调制腔的反射率，对应于12的协同。这种自旋相关的反射率对于使用光子介导自旋之间的纠缠以及产生用于量子网络和分布式量子计算中的应用的强光子-光子相互作用是重要的。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum phase transitions and cat states in cavity-coupled quantum dots
研究腔耦合双量子点系统，发现腔诱导的铁电量子相变可为连续或不连续，且强耦合下基态和第一激发态为压缩薛定谔猫态，为半导体实现高保真度量子比特提供平台。
2024-08-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multipartite entangled states in coupled quantum dots and cavity-QED
我们研究了微腔中N个量子点系统中多体纠缠态的产生，并通过三种不同的纠缠描述来检验真正多体纠缠的出现.在动力学演化的某些时刻，通过分别将腔场初始制备为相干态的叠加态或具有一个光子的Fock态，可以产生多体纠缠相干激子态或多量子比特$W$态。最后，我们研究了环境对多体纠缠产生的影响，发现纠缠的衰减速率与激子的数目成正比。
2002-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Wigner-function formalism for the detection of single microwave pulses in a resonator-coupled double quantum dot
针对单微波脉冲检测需求，提出基于Wigner函数形式体系的理论分析方法，揭示了双量子点-谐振腔混合系统中光子检测的时频权衡关系及强度影响，为相关实验提供指导。
2025-02-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity versus dot emission in strongly coupled quantum dots-cavity systems
讨论了N个量子点与微腔单模强耦合时的光谱线型。非平凡的功能带来的失谐的发射或探测的直接激子发射光谱。我们描述了暗态，量子非线性，发射骤降和干扰，并显示这些不同的影响可能共存，引起高度奇特的线形。
2011-02-18 cond-mat.mes-hall
Quasiresonant Excitation of InP/InGaP Quantum Dots Using Second Harmonic Generated in a Photonic Crystal Cavity
不可分辨的单光子是量子信息处理应用所必需的。单量子点的共振或准共振激发比非相干泵浦提供更大的单光子不可逆性，但在实验上也更具挑战性。在这里，我们展示了高信噪比准共振激发的InP/InGaP量子点。激发是通过从与光子晶体腔的基模谐振的电信波长激光器产生的二次谐波提供的，所述光子晶体腔在两倍于量子点跃迁波长处制造。使用InGaP材料基质的χ（2）非线性产生二次谐波。
2012-10-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Two-mode hyperradiant lasing in a system of two quantum dots embedded in a bimodal photonic crystal cavity
提出一种双模超辐射激光方案，通过非相干泵浦量子点耦合双模光子晶体腔，采用时间卷积无极化主方程分析辐射度见证与光子关联，发现声子诱导的协同双模双光子过程显著增强辐射度见证并使发射线宽变窄。
2025-06-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum theory of light emission from quantum dots coupled to structured photonic reservoirs and acoustic phonons
半导体量子点中的电子-声子耦合在决定激发态激子的光学性质，特别是发射光子的光谱性质方面起着重要作用。本文提出了一个全面的理论和分析的发射光谱从人工原子或量子点耦合到结构的光子库和声学声子，当激发非相干泵浦场。作为结构化水库的具体例子，我们选择了洛伦兹腔和耦合腔波导，这是目前的实验兴趣。对于光学腔的情况下，我们直接比较和对比的光谱从三个不同的理论方法来处理电子-声子耦合，包括一个马尔可夫极化子主方程，一个非马尔可夫声子相关展开技术和半经典线性极化率的方法，我们指出这些模型的局限性。对于腔QED极化子主方程，在弱激发近似下，考虑温度、腔-激子失谐和腔点耦合，给出了声子辅助散射率的封闭解析解.我们明确地表明，为什么半经典的线性磁化率方法不能正确地占声子介导的腔喂养。对于弱耦合腔，我们使用更一般的水库的方法计算光谱，并解释其差异从上述方法在低Q限制的洛伦兹腔。随后，我们使用这个一般水库计算从量子点耦合到慢光光子晶体波导的发射光谱，这表明了一些惊人的光子-声子耦合效应。我们的量子理论可以应用于广泛的光子结构，包括光子分子和耦合腔波导系统。
2015-04-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
All-optical control of the spontaneous emission of quantum dots using coupled-cavity quantum electrodynamics
利用耦合光子晶体腔实现了量子点自发发射的远程全光控制。通过光谱调谐与靶腔共振的法布里-珀罗腔，靶腔中的发射体所经历的状态的品质因数和局部密度被修改，导致SE率的变化。从耦合腔量子电动力学系统的理论分析可知，当两个腔共振时，由于发射极处真空场的减小，SE速率的变化可以大于品质因数的变化。两个腔的弱耦合和强耦合制度已被实验观察到，SE衰减率已被修改了三个以上的因素与远程光学控制。
2012-11-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Comment on "Nonlinear photoluminescence spectra from a quantum dot-cavity system revisited" by Yao et al. and "Photoluminescence from Microcavities Strongly Coupled to Single Quantum Dots" by Ridolfo et al
我们驳斥了对我们在非相干泵浦下强耦合工作的批评。
2009-10-05 cond-mat.mes-hall
Phonon-mediated coupling between quantum dots through an off-resonant microcavity
我们目前的实验结果显示声子介导的耦合两个量子点嵌入在一个光子晶体微腔。只有一个点在光谱上接近腔，我们观察到泵浦光通过$\sim1.2$太赫兹声子的频率上转换和下转换。我们证明了这一过程的弱和强制度的点腔耦合，并提供了一个简单的理论模型来解释我们的观察。
2011-11-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity quantum electrodynamics with charge-controlled quantum dots coupled to a fiber Fabry-Perot cavity
我们证明了一个单一的自组装InGaAs量子点和外部光纤镜为基础的微腔之间的非微扰耦合。我们的研究结果扩展了以前实现的可调微腔，同时确保空间和光谱之间的重叠腔模式和发射器，同时允许确定性的量子点的电荷控制。利用共振光谱，我们表明，耦合量子点腔系统是在强耦合的开始，与合作的参数为2。我们的研究结果是实现高效率固态自旋光子界面的一个里程碑。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Probing Purcell enhancement and photon collection efficiency of InAs quantum dots at nodes of the cavity electric field
本文通过实验研究InAs量子点位于微柱腔电场节点时，非腔模式对Purcell因子、β因子和收集效率的影响，发现节点位置可抑制零声子线和声子辅助发射进入腔模HE11。
2024-01-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photocurrent and photoacoustic detection of plasmonic behavior of CdSe quantum dots grown in Au nanogaps
在这项工作中，在可见光波长范围内的集成巯基连接的CdSe量子点/Au纳米间隙结构的光电流产生的Au等离子体激元的影响被证明。利用光声（PA）检测技术感测等离子体吸收。调制激光二极管以产生使充气单元振荡的PA激发。当光吸收增加时，麦克风捕获增强的声学信号。所观察到的PA响应的增强与Au层的等离子体吸收有关，并且由于CdSe QD，响应进一步增强约20%。在我们的结构中，表面等离子体共振（SPR）波长约为500 nm。利用SPR在CdSe量子点中产生光电流。由于通过硫醇连接从点到紧密间隔的Au表面的能量转移，建立了电子的平滑传输通道，其形成可检测的光电流，其可以通过偏置电压来调谐。这些等离子体纳米间隙结构可以在光致发光、光检测和感测中实现更高的灵敏度。
2022-10-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Ultrafast electric control of cavity mediated single-photon and photon-pair generation with semiconductor quantum dots
利用对腔中半导体量子点电子态的超快控制，我们提出了一种新的方法，实现了具有近乎完美不可逆性的单光子和具有近乎理想纠缠度的光子对的按需发射.我们的方案是基于光激发非共振腔模式，然后使用时间相关的量子限制斯塔克效应，然后允许腔共振发射的电子态的超快控制。我们的理论分析考虑到腔损耗机制，斯塔克效应，声子诱导的退相允许现实的预测有限的温度。
2021-05-14 cond-mat.mes-hall
High Resolution Valley Spectroscopy of Si Quantum Dots
本文研究了超导腔中的积累模式Si/SiGe双量子点（DQD），其中含有一个与微波光子偶极耦合的单电子。腔透射率的测量揭示了由于Si中的DQD谷态而引起的色散特征。可以通过升高温度或跨DQD施加有限的源极-漏极偏压来增加谷态的占用，从而导致增加的信号。利用腔输入-输出理论和DQD的四能级模型，可以有效地提取谷分裂和谷间和谷内隧道耦合。
2017-04-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Proposal for a cavity-induced measurement of the exchange coupling in quantum dots
本文提出一种表征相邻量子点中电子间交换耦合的方案，通过理论研究耦合到含两个电子的三量子点的微波谐振器传输特性，表明其传输谱可直接揭示交换耦合强度，且磁梯度下仍可识别，能谷分裂会进一步修改传输谷。
2024-11-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strong Coupling Cavity QED with Gate-Defined Double Quantum Dots Enabled by a High Impedance Resonator
腔量子电动力学（QED）的强耦合极限意味着类物质量子系统能够在共振结构中相干地将单个激发转换为单个光子。这不仅使量子信息处理所需的基本过程成为可能，而且还允许对物质-光相互作用进行基础研究。在这项工作中，我们证明了在栅极失谐GaAs双量子点（DQD）和频率可调高阻抗谐振器实现使用超导量子干涉器件（SQUID）阵列的电荷自由度之间的强耦合。在谐振制度中，我们解决了真空拉比模式分裂的大小$2g/2π= 238$ MHz的谐振器线宽$κ/2π= 12$ MHz和DQD电荷量子比特退相率的$γ_2/2π= 80$ MHz独立提取的微波光谱中的色散制度。我们的测量结果表明，一个可行的路径使用基于电路的腔QED的半导体纳米结构中的量子信息处理。
2017-01-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Long-distance radiative coupling between quantum dots in photonic crystal dimers
研究了平面波导结构中两个完全相同的量子点与二位光子晶体分子（即光子晶体二聚体）简正模耦合时的相互作用。我们发现，当两个量子发射体与耦合腔系统的成键或反键模共振时，它们之间的辐射耦合达到最大。此外，我们发现，这种有效的点间耦合是相当大的，在meV范围内，几乎独立于腔的距离，只要正常模式分裂超过辐射线宽可以建立（强腔腔耦合条件）。在实际的高品质因数光子晶体腔器件中，这种距离可以大大超过发射波长，这对于集成纳米光子平台中两个量子比特之间的长距离纠缠产生是有希望的。我们表明，这些结果是强大的对两个量子发射器在各自的腔中的位置无序。
2014-10-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Current correlations for the transport of interacting electrons through parallel quantum dots in a photon cavity
计算了非理想光子腔中多能级平行量子点中稳态电子输运的电流关联。我们占的电子-电子库仑相互作用，和顺磁和抗磁电子-光子相互作用的逐步计划的配置相互作用和截断的多体Fock空间。在时间电流-电流相关性的谱密度中，我们确定了系统中所有的辐射和非辐射跃迁，以保持稳定状态。我们观察到两种类型的拉比振荡的强烈迹象。
2017-07-26 cond-mat.mes-hall
Dispersive readout of valley splittings in cavity-coupled silicon quantum dots
体硅的能带结构具有六重谷简并。Si/SiGe量子阱系统中的应变部分地提升了谷简并，但是设置两个最低谷的分裂的材料因素仍在深入研究中。提出了一种精确测量超导微波谐振器中Si/SiGe双量子点谷分裂的方法。我们发现双量子点能级谱中的低谷态导致了腔传输中容易观察到的特征。这些特征产生半导体双量子点的微观能级结构的“指纹”，提供谷分裂和谷间耦合率的有用信息。
2016-07-29 cond-mat.mes-hall
Circuit Quantum Electrodynamics Architecture for Gate-Defined Quantum Dots in Silicon
我们展示了一种混合器件结构，其中使用片上超导微波腔读出在Si/SiGe异质结构中形成的双量子点（DQD）中的电荷态。品质因数Q = 5,400是通过选择性地蚀刻掉量子阱的区域并通过栅极偏置线的低通滤波来减少光子损失而实现的。零差法测量了DQD的电荷稳定性图和电荷-腔耦合率gc/2 pi = 23 MHz。这些测量结果表明，在Si DQD中捕获的电子可以有效地耦合到微波光子，潜在地实现硅中的相干电子-光子相互作用。
2017-02-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity quantum electrodynamics with semiconductor quantum dots: The role of phonon-assisted cavity feeding
对于与微腔强耦合的半导体量子点，我们从理论上研究了激子到腔光子的声子辅助跃迁，其中能量失配由声子发射或吸收补偿.通过Schriffon-Wolff变换，我们导出了描述激子-腔耦合和激子-声子耦合的有效哈密顿量，并利用费米黄金法则方法计算了散射率。将这种方法的结果与最近报道的基于独立玻色子模型的描述方案[U。Hohenester等人，Phys.Rev.B80，201311（R）（2009）]和数值密度矩阵方法。所有的描述方案给出了非常相似的结果。我们目前的自发发射寿命的量子点最初填充与一个单一的激子或双激子，和光谱特性的光驱动点腔系统在强耦合制度。我们的研究结果表明，声子辅助馈电强耦合点腔系统中起着主导作用，当失谐是几个毫电子伏的顺序。
2009-12-28 cond-mat.mes-hall
Cavity-photon contribution to the effective interaction of electrons in parallel quantum dots
单腔光子模式有望改变腔内电子系统的库仑相互作用。我们在平行双量子点系统中研究这种现象。我们探讨了封闭系统和系统开放后的电子输运性质。我们展示了如何为这两种情况下的结果支持的想法，有效的电子-电子相互作用变得更加排斥在腔光子场的存在下。这可以理解为腔光子修饰有效相互电子相互作用中的极化项，导致双平行点电势中电荷的非平凡离域或极化。此外，我们还发现外加经典偶极电场激发的四极集体振荡可以减小电子的有效排斥。
2015-07-28 cond-mat.mes-hall
Controlling the charge environment of single quantum dots in a photonic-crystal cavity
我们证明了半导体量子点（QD）周围电荷的存在强烈影响其光学性质，并产生非共振耦合到微腔的模式。我们首先表明，除了（多）激子线，量子点产生一个光谱宽的发射，有效地耦合到腔模式。其时间动力学过程表明，它与量子点激子与相邻润湿层中载流子的库仑相互作用有关。这种机制可以通过施加电场来抑制，使得QD更接近于理想的二能级系统。
2009-07-20 cond-mat.mes-hall
Bistable Spin Currents from Quantum Dots Embedded in a Microcavity
我们研究了嵌入在光学微腔中的量子点产生的自旋电流。这些点与引线相连，引线允许电子通过隧道进出点。自旋电流是由腔体内的量子化电磁场引起的自旋翻转跃迁产生的，其中一个塞曼态位于引线的费米能级以下，另一个位于费米能级以上。在强库仑阻塞极限下，该模型与量子光学中的Jaynes-Cummings模型类似。我们发现，腔场振幅和自旋电流表现出作为激光振幅的函数的双稳性，这是驱动腔模式。即使在单点的极限下，自旋流和腔场的Q分布也具有双峰结构。
2006-11-21 cond-mat.mes-hall
Electroluminescence caused by the transport of interacting electrons through parallel quantum dots in a photon cavity
我们表明，拉比分裂的强相互作用的电子在平行的量子点嵌入在一个短的量子线放置在光子腔中的状态可以产生的对位或dia-magnetic的电子-光子相互作用时，系统的几何形状是适当的占和光子场被调谐接近与电子系统的共振。我们使用这两个共振，探索通过一个和两个电子的基态的系统和其相应的常规和真空electroluminescense作为中央系统的电子传输所造成的电致发光是通过将其耦合到作为电子库的外部引线打开。我们的分析表明，高阶电子-光子过程是必要的，以充分构建腔-光子修饰的电子态需要描述这两种类型的电致发光。
2017-06-12 cond-mat.mes-hall
Two-Qubit Geometric Phase Gate for Quantum Dot Spins using Cavity Polariton Resonance
我们描述了一种实现两量子位几何相位门的设计，通过该设计，限制在相邻量子点中的一对电子发生纠缠。纠缠是光激发激子-极化激元与局域自旋之间库仑交换相互作用的结果。这种光学耦合类似于电子-电子Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用，提供了具有中等腔品质因数Q的高速、高保真度双量子比特门操作。通过优化光脉冲参数（脉冲宽度和能量），可以减小由于极化激元寿命有限而引起的误差。所提出的设计，使用静电量子点，最大限度地纠缠，并确保可扩展性。
2012-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-Photon Dynamics of Quantum Dots in Two-mode Cavities
用双模Jaynes-Cummings模型描述了量子点与两个谐振腔模的相互作用。根据量子点能级方案，单掺杂量子点与腔光子的相互作用产生电子自旋和腔态的纠缠，或者允许实现自旋和光子态的SWAP门。相同结构的未掺杂量子点从初始光子乘积态产生偏振纠缠光子对。对于实际的空腔损耗率，这些操作的保真度为80%。
2004-12-11 cond-mat.mes-hall
Magnetic properties of a cavity-embedded square lattice of quantum dots or antidots
本研究利用量子电动力学密度泛函理论，研究远红外腔光子场对量子点/反点正方晶格磁性质的影响，揭示了腔场的非平凡效应及晶胞电子数的关键作用。
2023-06-11 cond-mat.mes-hall
Effects of cavity and superradiance on the electrical transport through quantum dots
提出了一种新的方法来测量Purcell效应，通过观察电流通过嵌入微腔中的半导体量子点。固定电流示出被改变，如果一个不同的腔长度。对于双点系统，发现稳态电流随着点间距离的变化而表现出干涉特征（超辐射）。通过将系统并入微腔中，可以增加振荡的幅度。此外，如果点距离与发射光子的波长相比小，则电流被抑制。这种光子捕获现象产生纠缠态，并且可以用于控制在预定时间的单光子的发射。
2005-07-10 cond-mat.mes-hall
Probing two driven double quantum dots strongly coupled to a cavity
本研究针对超出色散耦合区的受驱混合cQED系统，提出将腔纳入受驱系统的理论，可复现单/双DQD-腔的实验现象，为强耦合多量子比特Floquet态研究及强驱动混合系统理解提供新路径。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall
Interfacing nuclear spins in quantum dots to cavity or traveling-wave fields
我们展示了如何在单电荷量子点中实现光场与极化核自旋之间的量子界面，该量子点与高精细度光学腔强耦合。通过消除激子态和电子态（远失谐），实现了腔自旋与核自旋的有效直接耦合。研究了将腔场或行波场的量子比特态和连续变量态映射到集体核自旋所需的条件：对于腔场，我们考虑绝热通过过程来转移态。可以看出，对于量子接口来说，需要在腔寿命上有显著的改进，超过当今的技术。然后，我们转向一个计划，耦合的核腔的输出字段，可以容忍显着较短的腔寿命。我们表明，文献中报道的寿命和最近实现的~90%的核极化允许高保真读出和写入的量子信息之间的核自旋和输出字段。我们讨论了该计划的性能，并提供了一个方便的描述的偶极动力学的原子核高度极化的自旋，表明这个过程不会影响我们的协议的性能。
2009-11-19 cond-mat.mes-hall
Cavity Quantum Electrodynamics with Second-Order Topological Corner State
拓扑光子学为研究腔量子电动力学提供了一种新的研究范式。在这项工作中，我们证明了单量子点和二阶拓扑角态之间的耦合。基于二阶拓扑角态，设计了一种拓扑光子晶体腔，并将其制作成嵌入量子点的GaAs平板。观察到角态和边态共存，具有接近2000的高品质因数。当量子点与角态共振时，光致发光强度和发射速率都得到了增强。这一结果使拓扑学在腔量子电动力学中的应用成为可能，为量子信息处理提供了一种拓扑器件的方法。
2020-06-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photon-mediated electron transport in hybrid circuit-QED
我们研究了由两个双量子点耦合到一个公共微波腔组成的混合电路-QED结构中的光子输运过程。在合适的共振条件下，一个双量子点中的电子输运通过另一个量子点中的经由光子介导的过程穿过腔的输运而得到促进。我们计算了量子点中的平均电流，平均腔光子占用，和电流的互相关与一个完整的数值模拟和递归微扰方案，使我们能够包括腔的顺序顺序之间的耦合腔和量子点系统的影响。然后，我们可以清楚地识别光子介导的运输过程。
2013-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin digitizer for high-fidelity readout of a cavity-coupled silicon triple quantum dot
基于自旋的量子信息处理的一个重要要求是可靠和快速地读出电子自旋状态，允许反馈和纠错。然而，常见的读出技术通常需要额外的栅极结构，阻碍器件缩放或对感测量子点的调谐配置施加严格的约束。在这里，我们在三重量子点内操作一个在线电荷传感器，其中一个量子点耦合到微波腔，并用于读出其他两个量子点的电荷状态。由于电荷传感器的接近，我们观察到在$t_{\rm int}$ = 1 $μ$ s的积分时间处具有>450的功率信噪比的近数字传感器响应。尽管小的单重态-三重态分裂$\approx$ 40 $μ$ eV，我们进一步利用传感器测量单重态-三重态量子位的自旋弛豫时间，实现了平均单次自旋读出保真度> 99%。我们的方法能够实现高保真度的自旋读出，将最小的设备开销与半导体量子器件中的灵活量子位操作相结合。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
The tuning of para- and diamagnetic cavity photon excitations in a square array of quantum dots in a magnetic field
本文提出一种实时激发方案，结合自旋密度泛函理论与组态相互作用方法，研究磁场中方形量子点阵列与圆柱光子腔耦合的激发谱，证明通过激发脉冲参数可调谐顺磁与抗磁共振峰，并突破广义Kohn定理限制以揭示子带结构。
2024-09-16 cond-mat.mes-hall
Cavity-photon induced high order transitions between ground states of quantum dots
我们表明，量子电磁跃迁到高阶是必不可少的描述库仑阻塞制度时，耦合到外部引线，并放置在一个三维的矩形光子腔的纳米级电子系统的时间依赖性路径。该电子系统由两个量子点非对称地嵌入在短量子线中组成。两个能量最低的自旋简并电子态主要位于每个点中，只有很小的概率位于另一个点中。在铅的存在下，我们确定了一个缓慢的高阶跃迁之间的基态的两个量子点。稳态光子-光子关联的傅立叶功率谱表明，慢跃迁频率为Fano型共振。充分考虑了多能级电子系统的几何结构，对电子-电子库仑相互作用以及顺磁和反磁电子-光子相互作用进行了逐步精确数值对角化和适当的多体Fock空间截断处理。所有相互作用的矩阵元素都是精确地解析或数值计算的。
2019-05-26 cond-mat.mes-hall
Emission characteristics of quantum dots in planar microcavities
对平面微腔中单量子点的发光特性进行了实验和理论研究。五倍增强的自发发射外的微腔被发现与腔模式的谐振点，相对于失谐点，而它们的辐射寿命仅略有减少。利用高功率激发，我们得到了面内腔色散。发射的近场图像显示了共振点的几微米的空间分布，其尺寸随着共振的失谐而减小。这些实验结果解释了一个简单而直观的模型。
2005-11-14 cond-mat.mes-hall
Quenching of phonon-induced processes in quantum dots due to electron-hole asymmetries
量子点中电子和空穴约束的差异被证明会深刻影响材料中声学声子散射的幅度，其中晶体变形使传导带和价带沿相同方向移动。使用一个广泛的模型，其中包括非马尔可夫性质的声子水库，我们展示了如何可能解决的影响，通过光致发光激发光谱的一个单一的量子点。我们还研究了腔QED，即一个耦合的量子点-腔系统的影响，并证明了声子散射可能会强烈猝灭。猝灭的解释是由变形势相互作用强度和载流子约束之间的平衡，并依赖于量子点的形状。数值算例表明了一种工程声子散射的途径。
2012-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Three-dimensional electrical control of the excitonic fine structure for a quantum dot in a cavity
激子精细结构对半导体量子点产生的量子光起着关键作用，无论是纠缠光子对还是单光子。控制激子精细结构已经证明使用电场，磁场或应变场，但不是用于光学腔中的量子点，这是获得高光源效率和近单位光子不可逆性的关键要求。在这里，我们展示了嵌入微柱腔中的量子点的精细结构分裂的控制。我们提出了一个方案的基础上，通过狭窄的脊连接到柱腔的远程电接触。数值模拟表明，这样的几何形状允许三维控制的电场。我们通过实验证明了精细结构的调谐和可再现的取消，这是量子光源技术可再现性的关键一步。
2021-12-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Deterministic generation of N00N states using quantum dots in a cavity
与经典光源相比，基于由$N$光子组成的N 00 N态的量子源实现了高$N$倍的相位灵敏度，从而产生超分辨率。基于线性光学和投影测量的N 00 N状态创建方案仅具有随着$N$指数地减小的成功概率$p$，例如，对于N=20，为$p=4.4\times 10^{-14}$。前馈改进了缩放，但是$N$在每次尝试中不确定地波动。基于参数下转换的方案遭受低生产效率和低保真度。最近的一个方案的基础上，在一个腔中的原子结合确定性的时间演化，本地幺正操作，投影测量。本文提出了一种新的方案，该方案基于$N$光子与四个半导体量子点（QD）在腔中的非共振相互作用，在不需要任何投影测量或局域幺正操作的情况下，用$p=1$确定性地产生N_（00）N态，并且对$N\lesssim 60$的保真度超过90%.利用我们的方法，我们得到了任意$N$的最大$N$ -光子纠缠$E_N=1$.我们的方法为N 00 N态源的小型化铺平了道路，使其有可能集成在基于半导体材料的计算机芯片上。
2012-06-12 cond-mat.mes-hall
Preventing rapid energy loss from electron-hole pairs to phonons in graphene quantum dots
在半导体中，光激发的电子和空穴（载流子）最初占据高能态，但很快将能量损失给声子，并在皮秒内弛豫到带边[1]。增加光吸收材料中载流子的寿命对于改善光电器件中的开路电压[2]、有机太阳能电池中的电荷分离[3]和光电探测器件中的电荷转移[4]是必要的。在这里，我们证明了在石墨烯量子点（GQD）中的电子-空穴对的长寿命超过100皮秒，这是由于大的跃迁能量和基本带隙以下的激子态的弱耦合。这种大的跃迁能量到束缚激子的可能性是由于石墨烯的不良屏蔽，说明了这种QD在长时间尺度内占据更高能量状态的独特机制。GQD边缘可以用扶手椅或锯齿形碳图案终止，并且这种边缘结构按数量级改变激发态寿命。这些结果表明在光电子学中载流子寿命的纳米级控制。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cavity-QED enhancement of quantum entanglement and battery performance in double quantum dots
P. J. Šafárik University（帕·约·沙法里克大学）；Abbottabad University of Science and Technology（阿伯塔巴德科学与技术大学）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基础科学研究所）
本研究理论探讨了硅双量子点与微波腔耦合系统，发现腔可调控自旋-电荷纠缠，并提升量子电池的ergotropy，确立了腔耦合与SOC作为互补控制手段。
2026-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Opto-Mechanical Tuning of the Polarization Properties of Micropillar Cavity Systems with embedded Quantum Dots
应变调谐作为一种有吸引力的工具出现，以调整固态量子发射器的基本光学性质。特别地，量子点态的波长和精细结构可以使用混合的光子晶体-压电器件来调谐。在这里，我们展示了如何施加外部应力可以直接影响耦合InAs量子点-微柱腔系统的偏振特性。在我们的实验中，我们发现，我们可以可逆地调整约60 $μ\text{eV}$的基本微腔模式的各向异性偏振分裂。我们讨论了这种调谐机制的起源，它产生于我们的微柱中的弹性形变和光弹性效应之间的相互作用。最后，我们利用这种效应，通过偏振各向异性的Purcell效应，对量子点的偏振进行光机械调谐。我们的工作为光-物质耦合固态系统的偏振和自旋性质的光机械和可逆调谐铺平了道路。
2020-04-20 cond-mat.mes-hall
Mutual Coupling of two Semiconductor Quantum Dots via an Optical Nanocavity Mode
我们提出了一个实验和理论研究的系统组成的两个空间分离的自组装InGaAs量子点强耦合到一个单一的光学纳米腔模式。由于其不同的尺寸和成分分布，这两个量子点表现出明显不同的DC斯塔克位移。这使得我们能够在偏压变化时将它们调谐到彼此相互谐振和光子晶体纳米腔模式。光致发光测量显示在双反交叉期间的特征三重峰，这是三个量子态的相干耦合系统的清晰特征。我们拟合了耦合系统的发射光谱的整个集合的理论，并且能够调查两个量子点之间通过腔模式的耦合，以及当它们从腔模式失谐时两个量子点之间的耦合。我们认为，由此产生的量子V-系统可能是有利的，因为可以避免由于腔模的非相干损耗引起的失相。
2010-07-12 cond-mat.mes-hall
