Optical pumping of quantum dot nuclear spins
分析了一种在单个量子点中测量核自旋的全光学方案。与随机取向的核自旋的超精细相互作用提出了量子点中电子自旋相干性的基本限制;通过冷却核自旋，这种退相干机制可以被抑制。该方案的灵感来自于原子物理学的激光冷却方法，并在零维结构中实现了“受控的Overhauser效应”。
2003-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Occurrence control of charged exciton for a single CdSe quantum dot at cryogenic temperatures on an optical nanofiber
利用单个量子点和光学晶体的混合系统研究了低温下CdSe核/壳量子点的光致发光特性。其关键是控制量子点的发射物种为带电激子，称为trions，其具有优于中性激子的特性。我们通过改变照射激光的波长和强度来研究量子点的光充电行为，并建立了一种方法来创建一个永久带电的情况，只要保持低温就可以持续。该方法为CdSe量子点在量子光子学中的应用开辟了一条新的途径，光荷电量子点与光致发光的混合系统可以很容易地应用于光纤同轴单光子发生器。
2020-03-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Indirect spin dephasing via charge state decoherence in optical control schemes in quantum dots
我们证明了，即使在没有任何直接的自旋和它的环境之间的相互作用的情况下，在一个量子点中的载流子的光驱动自旋通过条件光诱导电荷演化进行间接退相。本文提出了一个具有自旋、电荷和贮库的三组分系统的间接退相的通用模型。本文研究了这种间接退相干通道在量子点中的光学自旋操纵，并考虑了它的非马尔可夫性质，对电荷-声子相互作用进行了微观描述。
2009-04-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Information Processing Using Excitonic States of Quantum Dots and an Optical Cavity Manipulated by Collinear Laser Fields
在本文中，我们研究了一个用于量子信息处理的量子门的实现，该量子门是在共线激光场操纵的光腔中的量子点系统中实现的。为了简单起见，我们只给出了腔中两个量子点与两个共线场相互作用的模拟的理论和数值结果。可以以与两个量子点系统类似的方式来完成对腔中的许多量子点系统的扩展。结果表明，由于采用了共线场，通过适当选择共线场的失谐量和振幅，可以实现双量子比特门操作。
2015-03-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrafast optical control of entanglement between two quantum dot spins
两个量子比特之间的相互作用使纠缠成为可能，这种两粒子相关性是量子信息科学的核心。在半导体量子点中，许多工作集中在使用光学技术演示单自旋量子比特控制。然而，两个自旋量子比特的纠缠的光学控制仍然是从单个量子比特扩展到成熟的量子信息平台的主要挑战。在这里，我们将垂直堆叠量子点的进展与超快激光技术相结合，以实现对两个电子自旋纠缠态的光学控制。每个电子都在一个单独的InAs量子点中，自旋通过隧穿相互作用，其中隧穿速率决定了纠缠操作的执行速度。这里实现的双量子位门速度比其他系统快一个数量级。这些结果证明了光控量子点自旋在多量子比特系统中的可行性和优势。
2010-07-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum interference and control of the optical response in quantum dot molecules
讨论了量子分子在两个激光场作用下的光学响应。使用一个现实的模型和参数，我们映射的物理条件，找到三个不同的现象在文献中报道：隧道诱导的透明度，Autler-Townes双峰的形成，并创建一个Mollow-like三重态。我们发现，量子点之间的电子隧穿是负责不同的光学制度。我们的结果不仅解释了文献中的实验结果，而且为未来的实验和使用量子点分子在光学中的应用提供了见解。
2013-11-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controlling the nuclear polarization in quantum dots using optical pulses with a modest bandwidth
我们发现，具有适度光谱宽度的失谐光脉冲序列可以抑制InAs量子点中的核自旋。脉冲带宽足够大，以激发在这些带负电荷的点中的两个电子自旋本征态的相干叠加，但足够窄，以给出本征态之间的部分光谱选择性。电子自旋态的相干旋进和周期性激发聚焦核自旋分布，产生一组离散的旋进模式。光谱选择性通过依赖于光学自旋旋转而不是电子自旋弛豫的机制产生净核极化。
2011-02-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonequilibrium dynamics in an optical transition from a neutral quantum dot to a correlated many-body state
研究了多体相互作用对简并电子气耦合的电荷可调量子点的光吸收谱的影响。间接路径（与点内激子产生随后隧穿相关联）与直接路径（与价带量子点电子的电离相关联）之间的建设性Fano干涉确保了随后的费米边缘奇异性的可见性，尽管吸收强度较弱。我们发现实验和重整化群理论之间的良好的协议，但只有当我们推广的安德森杂质模型，包括一个静态的空穴和动态的点电子散射势。后者强调了一个事实，即光学活性点作为一个可调的量子杂质，使调查的费米边缘物理学的一个新的动态制度。
2013-11-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical Spin Initialization and Non-Destructive Measurement in a Quantum Dot Molecule
用光学方法制备了自组装InAs/GaAs量子点分子中的电子自旋，并通过三重态测量了电子自旋。使用纵向磁场将三子态中的两个调谐到共振，通过不对称自旋交换形成叠加态。因此，自旋翻转拉曼跃迁可用于光学自旋初始化，而单独的三振子状态使循环跃迁能够用于非破坏性测量。通过双激光透射光谱，我们同时演示了这两种操作，这是以前在单个量子点中无法实现的。
2008-10-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Sub-nanosecond Electro-optic Modulation of Triggered Single Photons from a Quantum Dot
单光子波包的控制是发展由不同物理系统通过光子相互作用而构成的混合量子系统的重要资源。在这里，我们将这种控制扩展到由量子点发射的触发光子，与电光调制的辐射衰减相比，在时间尺度上快速地对单光子波包进行时间成形。特别地，同步调制由具有指数衰减波包的量子点中的激子的复合产生的双光子带单光子以产生高斯形单光子波包。我们探索了其他脉冲形状，并研究了这种技术用于提高量子点产生的单光子的不稳定性的可行性。
2011-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Creating excitonic entanglement in quantum dots through the optical Stark effect
我们发现，两个初始非共振的量子点可以通过应用单个失谐激光进入共振。这允许控制点间相互作用和在皮秒时间尺度上产生高度纠缠的激子态。加上任意的单量子比特操作，这个系统将足以演示激子量子计算机的原型。
2004-11-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical Detection of Single-Electron Spin Decoherence in a Quantum Dot
提出了一种基于光探测磁共振（ODMR）测量半导体量子点中单电子自旋退相干时间$T_{2}$的方法。利用圆偏振激光激发，研究了量子点上单个过剩电子的电子自旋共振（ESR）。由于泡利阻塞，光激发只可能是一个电子自旋状态。光致发光由于ESR而被调制，这使得能够测量电子自旋退相干。我们研究不同的可能方案，这样的ODMR设置。
2004-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coupling an electron spin in a semiconductor quantum dot to an optical nano-cavity
我们提出了一个方案，有效地耦合一个单一的量子点电子自旋的光学纳米腔，这使我们能够同时受益于腔作为一个有效的光子接口，以及执行高保真度（近100%）自旋初始化和操纵体半导体实现。此外，腔的存在加速自旋初始化过程超过GHz。
2013-04-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
All-Optical Depletion of Dark Excitons from a Semiconductor Quantum Dot
半导体量子点被认为是制造单光子按需源的主要场所。然而，长寿命暗激子的产生对这些源的效率施加了显著的限制。我们展示了一种技术，光泵暗激子人口，并将其转换为一个明亮的激子人口，使用中间激发双激子状态。我们的实验表明，我们的方法大大减少了DE人口，同时加倍触发亮激子发射，从而接近近单位保真度的量子点耗尽。
2015-04-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical Manipulation of Quantum Dot Electron Spin Qubits Using Microcavity Quantum Well Exciton-Polaritons
在本文中，我们介绍和分析了一种新的系统设计，基于量子点的量子位，同时支持可扩展的单量子位和双量子位门，和单次量子位测量。所有三个关键过程（单量子位门、双量子位门和量子位测量）都依赖于每个量子点中的电子与位于量子点附近的量子阱中形成的激子-极化激元之间的相互作用。我们提出的系统的一个关键的新功能是使用极化激元陷阱，我们表明，增强了量子点-量子阱相互作用的一个因素10，从而导致$100 \times$更快的两个量子位门。我们还介绍了一种新的单量子位门，它是基于光学和微波控制的组合，这是在相同的设备和系统配置中支持的其他操作，相比之下，传统的单量子位门，是基于全光控制。
2017-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Prospects for giant optical nonlinearity on a chip
我们指出，个别的有机染料分子，靠近光波导沉积在光子芯片上，可以作为单光子源，也可以提供本地化的，巨大的光学非线性。这种新的原子-光子界面可以作为处理量子信息的资源。
2011-04-19 physics.atom-ph quant-ph
Synthesis and systematic optical investigation of selective area droplet epitaxy of InAs/InP quantum dots assisted by block copolymer lithography
我们报告的光学特性的选择性生长的量子点增益材料的嵌段共聚物光刻辅助下的有源光学器件中的工作波长范围约为1.55 μ m及以上的潜在应用的系统调查。研究了一种新型的嵌段共聚物PS-b-PDMS（polystyrene-block-polydimethylsiloxane）用于制备用于选择区域外延InAs/InP量子点的碳氧化硅硬掩模。通过液滴外延选择性生长InAs/InP量子点阵列。我们的量子点在10-300 K的温度范围内的载流子动力学的详细调查表明，在量子点附近的InP带隙内的状态密度的存在。这些缺陷对量子点的光学性质具有实质性的影响。
2018-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Prospective applications of optical quantum memories
光量子存储器可以广义地定义为能够通过与光频率的光相互作用来存储有用的量子态的系统。在过去的十年中，密集的研究致力于其发展，主要是为了满足其前两个应用的要求，即量子中继器和线性光学量子计算。对这些要求的更好理解激发了几种不同的实验方法。在此过程中，出现了其他令人兴奋的应用，如量子精密测量，单光子探测，量子物理基础的测试，设备无关的量子信息处理和量子信息的非线性处理。在这里，我们回顾了几个光量子存储器的应用前景，重点是最近的实验成果有关这些应用。本文着重介绍了光量子存储器在光量子信息处理中的重要作用。
2013-06-28 quant-ph
Dipolariton formation in quantum dot molecules strongly coupled to optical resonators
本文研究了双量子点与微腔的共振隧穿过程。确定了点间隧穿效应对光-物质杂化态的影响，并证明了它们的亮度和相应的偶极矩的可调谐性。这些结果预测偶极化激元产生的人工分子耦合到光学谐振腔，并提供了一个有前途的方案，控制的发射效率和激子极化激元的相干时间。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Strain-tuning of quantum dot optical transitions via laser-induced surface defects
讨论了利用激光诱导表面缺陷引入的应变微扰对自组装量子点光学性质的微调。我们的实验表明，量子点过渡红移，独立的缺陷的实际位置，并且这样的频移是大约一个因素5大于相应的移动的微柱腔模式共振。我们提出了一个简单的模型，占这些实验结果。
2011-07-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cryogenic spectroscopy of ultra-low density colloidal lead chalcogenide quantum dots on chip-scale optical cavities towards single quantum dot near-infrared cavity QED
我们提出的证据腔量子电动力学从稀疏密度的强量子限制的Pb-硫族化物纳米晶体（1和10之间）接近单点水平适度高Q介观硅光学腔。在重要的近红外（1500 nm）波长下工作，从器件中观察到大的增强，并实现了QD发射的强烈修改。在77 K下观察到耦合量子点的饱和光谱，突出了量子信息处理的修改后的量子动力学。
2009-11-09 quant-ph
An optically driven quantum dot quantum computer
提出了一种基于耦合非对称单电子量子点的量子计算机结构。相邻的点通过电偶极-偶极相互作用强烈耦合，从而实现快速计算速率。此外，可以针对长相干时间定制非对称结构。结果最大化的计算周期的数量之前的损失的一致性。
1999-09-22 quant-ph
All-optical tailoring of single-photon spectra in a quantum-dot microcavity system
半导体量子点腔系统是基于固态按需产生单光子用于量子通信的有前途的源。通常，所发射的单光子的光谱特性由系统特性（诸如电子跃迁能量和腔的光谱特性）固定。本文研究了量子点双激子通过部分受激的非简并双光子辐射产生单光子。我们表明，单光子的频率和线宽可以完全控制的刺激激光脉冲，最终允许有效的全光谱整形的单光子。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nanoscale optical positioning of single quantum dots for bright and pure single-photon emission
自组装外延生长的InAs/GaAs量子点是一种很有前途的半导体量子发射体，可以集成在芯片上，用于各种光子量子信息科学应用。然而，自组装生长导致量子点的基本上随机的面内空间分布，在创建利用具有高度受限的光学模式的单个量子点的强相互作用的器件方面提出了挑战。在这里，我们提出了一种光致发光成像方法，用于相对于对准特征定位单个量子点，平均位置不确定性< 30 nm（使用固体浸没透镜时< 10 nm），这代表了一种用于创建优化的单个量子点器件的技术。为此，我们创建了基于圆形布拉格光栅几何形状的量子点单光子源，其同时表现出高收集效率（48%+/-5%进入0.4数值孔径透镜，接近理论预测值50%）、低多光子概率（g（2）（0）<1%）和显著的Purcell增强因子（~ 3）。
2015-08-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Theory of Electro-optic Modulation via a Quantum Dot Coupled to a Nano-resonator
在本文中，我们分析了基于单个量子点与纳米谐振腔强耦合的电光调制器的性能，其中量子点频率的电控制是通过量子限制斯塔克效应实现的。使用现实的系统参数，我们表明，几十GHz的调制速度是可以实现的，而每个开关操作的能量可以小到0.5 fJ。此外，我们还研究了非线性失真，以及纯量子点退相对调制器性能的影响。
2009-11-27 quant-ph
Heralded entanglement of two distant quantum dot spins via optical interference
我们提出了一个利用洪-欧-曼德尔效应实现量子点间的预示纠缠的方案。每个量子点在两个激光器的非共振驱动下，可以与相干腔模纠缠。两个相干腔模的输出光子通过分束器干涉，可以使两个量子点以接近单位的成功几率纠缠在一起。我们的方案既不需要量子比特之间的直接耦合，也不需要检测单个光子。此外，量子点不需要具有相同的频率和耦合常数。
2015-05-19 quant-ph
Mapping the local density of optical states of a photonic crystal with single quantum dots
我们使用单个自组装InGaAs量子点作为内部探针来映射光子晶体膜的局域光学态密度。所采用的技术分离的贡献，从非辐射复合和自旋翻转过程中适当占激子精细结构的作用。我们观察到抑制因子高达55，并比较我们的结果，从文献中获得的光学态计算的局部密度，从而建立一个定量的理解光子发射在光子晶体膜。
2011-06-29 quant-ph
Efficient quantum dot single photon extraction into an optical fiber using a nanophotonic directional coupler
我们展示了一种光谱宽带和高效的技术，用于收集从单个InAs量子点直接进入标准单模光纤的光致发光。在这种方法中，光纤锥形波导与具有嵌入式量子点的悬挂GaAs纳米光子波导接触放置，形成具有标准光纤输入和输出的高效宽带定向耦合器。在几十纳米的波长范围内的有效的光致发光收集被证明，和一个单一的量子点激子到单模光纤的最大收集效率为6.05%（相应的单光子速率为3.0 MHz）估计。
2011-09-27 physics.optics quant-ph
Optical transparency induced by a largely Purcell-enhanced quantum dot in a polarization-degenerate cavity
光学活性自旋系统耦合到具有高协同性的光子腔可以产生强的光-物质相互作用，这是量子网络的关键成分。但是获得用于量子信息处理的高协同性通常涉及使用光子晶体腔，其特征在于从自由空间的光学访问差，特别是对于自旋的相干控制所需的圆偏振光。在这里，我们展示了耦合与合作高达$8$的InAs/GaAs量子点的制造靶心腔，提供近简并和高斯偏振模式的有效的光学访问。我们观察到自发发射寿命的量子点短$80$ ps（$\approx 15$ Purcell增强）和$\approx 80\%$的光从腔体反射的透明度。利用光子开关的诱导透明性，同时相干地控制量子点自旋，可以有助于建立量子网络的持续努力。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Efficient W state entanglement concentration using quantum-dot and optical microcavities
提出了一种利用量子点与微腔耦合的低纠缠W态的纠缠浓缩方案。该方案利用自旋宇称的量子非破坏性测量来构造奇偶校验门。与其他ECP不同的是，这种量子点与微腔耦合的低纠缠W态可以通过单光子的作用而被集中。可以重复整个协议以获得更高的成功概率。它可能在当前的量子信息处理中有用。
2012-06-25 quant-ph
Optical loss and lasing characteristics of high-quality-factor AlGaAs microdisk resonators with embedded quantum dots
介绍了有源区为量子点的AlGaAs微盘谐振腔的光学特性。采用基于光纤的探测技术，在波长（λ ~1400 nm）与点发射波长（λ ~ 1200 nm）红失谐的情况下，对嵌入InAs/InGaAs阱中点（DWELL）的AlGaAs微盘谐振结构中的光损耗进行了直接无源测量。在直径D = 4.5微米的微盘上的1400 nm波长带中的测量表明，这些结构支持具有高达360，000的冷腔品质因数的模式。DWEL包含微盘，然后研究通过光泵浦在室温下。在λ ~ 1200 nm处的脉冲激光被视为含有单层InAs点的腔，阈值为~ 17微瓦，接近估计的材料透明度水平。还观察到室温连续波操作。
2004-12-11 physics.optics quant-ph
Efficient channeling of fluorescence photons from single quantum dots into guided modes of optical nanofiber
我们实验证明了有效的通道的荧光光子从单量子点上的光学晶体进入导模，通过测量光子计数率通过引导和辐射模式同时进行。当光纤直径为350 nm，发射波长为780 nm时，最大沟道效率为22.0（\pm 4.8）%.这一结果可能为量子信息技术在单模光纤中产生单光子开辟新的可能性。
2012-04-27 physics.optics quant-ph
Electro-optic polarization tuning of microcavities with a single quantum dot
我们提出了一种嵌入量子点的氧化物孔径微腔，该微腔利用三个接触设计来独立地调谐量子点波长和腔模的双折射。观察到$\sim$ 5 GHz的偏振分裂调谐。对于典型的微腔偏振分裂，该方法可以用来实现完美的偏振简并，这是光子量子门的许多基于偏振的实现所需的。嵌入的量子点波长可以被调谐成与腔共振，而与偏振调谐无关。
2018-05-09 physics.optics quant-ph
Emission of twisted light from quantum dot arrays with a discrete rotational symmetry
我们从理论上探讨了量子点圆形阵列的光学性质。这种结构，我们称之为圆形发射器阵列（CEA），可以通过发射和吸收圆偏振光以及携带轨道角动量的光来交换光学角动量。推导出带间和带内跃迁率的解析表达式，并确定了选择规则。在对CEA进行建模时，只考虑量子点的关键特性。这将我们的模型的适用性扩展到由各种量子点组成的CEA。最后确定了CEA的特定光学性质的调谐的设计原则。这为设计一种由CEA表面组成的超材料开辟了前景，这种超材料可以上转换光学角动量。
2021-01-18 physics.optics quant-ph
