Teleportation of a genuine single-rail vacuum-one-photon qubit generated via a quantum dot source
本文利用微腔中共振激发半导体量子点的相干控制，实现了单一空间模式内真正单轨真空-单光子量子比特的隐形传态与纠缠交换。
2024-12-06 quant-ph
Quantum teleportation with a quantum dot single photon source
报道了利用半导体单光子源实现量子隐形传态的实验研究。两个量子比特，一个目标和一个辅助，每个定义由一个光子占据两个光学模式（双轨量子比特），由单光子源独立产生。在测量来自不同量子位的两种模式并进行后选择时，发现剩余两种模式的状态再现了目标量子位的状态。特别地，目标量子比特模式之间的相干性在很大程度上被转移到输出模式。观测到的保真度为80%，这一数字可以通过来自源的连续光子之间的剩余可分辨性来定量解释。这种隐形传态方案的一个改进版本使用了更多的辅助器，是最近KLM提出的高效线性光学量子计算\cite{ref:klm}的基石。
2003-07-15 quant-ph
A Local Area Quantum Teleportation Network Based on an Array of Electrically Activated Graphene Waveguide
我们提出了一个方案，以产生一个连续变量（CV）的多体纠缠态使用的等离子体激元石墨烯波导阵列，由非经典驱动微波模式激活。在这个方案中，我们可以利用耦合到每个波导中相同微波模式的两个光场的相互作用来产生任何类型的多体高斯纠缠态。利用所得到的CV多体纠缠态实现了隐形传态网络。特别是，所提出的设置使相干态隐形传态跨越远程连接的节点与保真度以上的阈值限制的2/3，提供安全的量子隐形传态网络，即使在存在的损失。
2022-05-19 quant-ph
Optically controlled phase gate and teleportation of a controlled-NOT gate for spin qubits in quantum dot-microcavity coupled system
在线性光学操纵、单光子、纠缠光子对、光子测量和经典通信的辅助下，提出了一种利用光学微腔中的量子点实现双自旋量子比特相位门和两个电子自旋之间的CNOT门从作用于本地量子比特到作用于远程量子比特的隐形传态方案.该方案是基于自旋选择性光子反射从腔和实现在一个确定性的方式通过顺序检测光子和单量子位旋转的单电子自旋在自组装GaAs/InAs量子点。该方案的可行性评估表明，高的平均结晶度的门是可以实现的弱耦合制度时，侧漏和腔损耗低。该方案为远距离量子通信、分布式量子计算和构建远程量子信息处理网络开辟了广阔的前景。
2013-06-20 quant-ph
Quantum teleportation using highly coherent emission from telecom C-band quantum dots
在量子网络中连接不同节点的一种实用方法是通过标准的电信光纤网络发送光子。这需要在1550 nm左右的电信波段中的亚泊松光子源，其中光子相干时间必须足以实现量子网络核心的许多基于干涉的技术。在这里，我们表明，液滴外延InAs/InP量子点在电信C波段发射可以提供光子的相干时间超过1纳秒，即使在非共振激发下，超过一个因素两个更长的值比短波长量子点在类似条件下报告。我们证明，这些相干时间，使接近最佳的干扰与C波段激光量子比特，与vibration仅限于量子点多光子发射。利用纠缠光子，我们进一步展示了这种量子比特在六种不同的基中的隐形传态，平均保真度达到88.3 $\pm$ 4%。除了在长距离量子通信中的直接应用之外，这些量子点中的高度相干性对于未来基于自旋的电信量子网络应用是有希望的。
2019-01-08 quant-ph
Conditional Teleportation of Quantum-Dot Spin States
在量子信息处理的不同平台中，半导体量子点中的单个电子自旋因其长的相干时间和可扩展制造的潜力而脱颖而出。在过去的几年里，自旋量子比特的能力取得了实质性的进展。然而，量子纠错所需的远距离电子自旋之间的耦合提出了一个挑战，这一目标仍然是密集研究的焦点。量子隐形传态是传输量子比特态的一种经典方法，但目前还没有在量子点自旋量子比特中实现。在这里，我们提出了电子自旋量子比特在半导体量子点中的量子隐形传态的证据。虽然我们还没有进行量子态层析成像来明确评估隐形传态的保真度，但我们的数据与自旋本征态的条件隐形传态、纠缠交换和门隐形传态是一致的。这种全物质自旋态隐形传态的证据强调了交换耦合自旋量子比特在量子信息传输中的能力。
2020-06-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deterministic teleportation of electrons in a quantum dot nanostructure
我们提出了一个在由单量子点和双量子点组成的半导体纳米结构中实现电子的确定性量子隐形传态的方案。本文讨论的中心问题是如何设计和实现最有效的-在所需数量的单和双量子位操作-确定性隐形传态协议，为这个系统。使用群论分析，我们表明，确定性隐形传态需要至少三个单量子比特旋转和两个纠缠（sqrt（交换））操作。这些可以使用电子自旋共振（用于单自旋旋转）和交换相互作用（用于sqrt（交换）操作）来实现量子点中的自旋量子位。
2006-07-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Teleportation with Imperfect Quantum Dots
高效的全光子量子隐形传态需要快速且确定性的高度不可分辨且纠缠的光子源。基于固态的量子发射器-特别是半导体量子点-是一个有希望的候选人。然而，尽管在纳米纤维方面取得了显着的进展，量子隐形传态的概念验证演示强调了发射器的不完美仍然是应用的主要障碍。在这里，而不是专注于源优化策略，我们处理的不完善之处，并研究不同的隐形传态协议的目标是确定一个最大的隐形传态保真度。利用一个具有低于标准值的纠缠和光子不变性的量子点，我们证明了平均隐形传态保真度可以从低于经典极限提高到0.842（14）。我们的研究结果得到了定量解释实验结果的理论模型的支持，放松了对理想纠缠光子源的非常严格的要求，并强调不完美的量子点仍然可以在基于远程传输的量子通信架构中有发言权。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
GHz-clocked teleportation of time-bin qubits with a telecom C-band quantum dot
隐形传态是量子力学的一个基本概念，在通过量子中继节点扩展量子通信信道的范围方面具有重要应用。为了与诸如通过光纤网络的安全量子密钥分发之类的现实技术兼容，这样的中继节点必须以GHz时钟速率操作，并在1550 nm左右的低损耗电信频带中接受时间仓编码的量子比特。在这里，我们表明，InAs/InP液滴外延量子点，其子泊松发射近1550 nm的理想适合实现这种技术。为了在GHz时钟速率下创建必要的按需光子发射，我们开发了一种灵活的脉冲光激发方案，并证明了快速驱动条件与低多光子发射速率兼容。我们进一步表明，即使在这些驱动条件下，从双激子级联获得的光子对显示接近90%的纠缠保真度，可比的连续波激发下获得的值。利用非对称马赫-曾德尔干涉仪和我们的光子源，我们最终构建了一个能够接收和发送时间仓编码光子的时间仓量子比特量子中继，并证明了$0.82\pm0.01$的平均隐形传态能力，超过经典极限近10个标准差。
2020-01-20 quant-ph
Teleportation with two-dimensional electron gas formed at the interface of a GaAs heterostructure
受Bennett等人的启发，提出了在GaAs异质结构的界面处形成的二维电子气中形成的量子比特的隐形传态协议。使用三个GaAs量子点（例如$\mathcal{P}\mathcal{P}'$、$\mathcal{Q}\mathcal{Q}'$、$\mathcal{R}\mathcal{R}'$）和三个电子来进行隐形传态。GaAs量子点$\mathcal{P}\mathcal{P}'$上的电子自旋被用来对未知量子比特进行编码。GaAs量子点$\mathcal{Q}\mathcal{Q}'$和$\mathcal{R}\mathcal{R}'$结合形成{an}纠缠态。Alice（发送方）对（$\mathcal{P},\mathcal{Q}$）和（$\mathcal{P}',\mathcal{Q}'$）对执行Bell测量。取决于{a}测量的结果，Bob（接收器）可以使用用于量子门的合适的哈密顿算子来将基于{a}自旋的信息转换为基于电荷的信息。这项工作提供了相关的纠正误解{ \it化学物理Lett。{ \bf 421}（2006）338.
2016-12-13 quant-ph
Proposal for teleportation of charge qubits via superradiance
提出了一种利用超辐射传输电荷量子比特的方案。在微腔中的两个半导体点之间产生库诱导的纠缠，其中在第三量子点中编码的量子态然后被调谐成与纠缠点之一的集体衰变。在我们的方案中，隐形传态是自动实现的，我们还将其扩展到量子线。
2005-07-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Diffusive teleportation on a quantum dot chain
介绍了一种基于量子点链的量子隐形传态模型。量子点通过跳跃耦合，每个点可以接受零个，一个或两个电子。真空态和双占据态具有相同的势能，而单占据态的特征是势能较低。最初与其他点解耦的单个点与外部元件（Bob）弱耦合，其中一对电子先前已被本地化。由于在适当的时间后跳跃，两个点的电荷态变得最大纠缠。另一个链点（爱丽丝）被置于真空和双重占领状态的未知叠加中，其他点最初是空的。系统的时间演化涉及电子扩散过程。一个后选择过程所代表的检测的电荷对在一个区域的链等距从爱丽丝和鲍勃，允许，如果成功的话，重建的未知状态最初由爱丽丝编码的鲍勃网站。该模型的独特之处在于，引入俘获磁场大大提高了工艺效率。
2004-07-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probabilistic teleportation of a quantum dot spin qubit
半导体量子点中的电子自旋是实现量子计算的重要手段，目前已经实现了高保真度的单量子比特和双量子比特操作。量子隐形传态是一种利用量子纠缠的三量子比特协议，它是实现更复杂量子算法的基本手段。本文利用泡利不相容原理，对三量子点量子点中的单电子自旋量子比特进行直接Bell测量，实现量子隐形传态。单自旋极化从输入量子比特传送到输出量子比特的保真度为0.91。我们发现这种保真度主要受单重态三重态混合的限制，通过优化器件参数可以改善这种保真度。我们的结果可以推广到具有更多半导体自旋量子比特的量子算法。
2020-11-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Long-distance entanglement and quantum teleportation in coupled cavity arrays
我们引入量子自旋模型，其基态允许远距离自旋之间的相当大的纠缠。我们讨论了如何自旋模型与全球端到端纠缠实现量子隐形传态通道之间的可扩展性和弹性的热退相干的最佳折衷，并可以直接实施在适当的工程耦合光学腔阵列。
2009-10-22 cond-mat.other quant-ph
Loss-resistant state teleportation and entanglement swapping using a quantum-dot spin in an optical microcavity
提出了一种在巨圆双折射光学微腔中利用单个量子点自旋实现有效态隐形传态和纠缠交换的方案。态隐形传态或纠缠交换是通过对两个光子的连续探测来实现的，并在自旋测量之后完成。自旋腔单元作为一个完整的贝尔状态分析仪工作，内置自旋存储器，允许抗丢失中继器操作。该器件可以工作在弱耦合和强耦合两种情况下，但只有当侧漏和腔损耗较低时才能实现高效率和高精度。我们评估该设备的可行性，并表明它可以实现与当前的技术。我们还提出了一种利用单光子的自旋操纵方法，通过自旋回波技术可以保持自旋相干性。
2010-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Teleportation from a Propagating Photon to a Solid-State Spin Qubit
在用于传输量子信息的传播光子与用于存储和操纵的静止量子比特之间实现量子接口长期以来一直是量子信息科学中的突出目标。实现这种不同量子比特之间接口的方法是量子隐形传态，它不仅作为一种通用的量子态转移方法，而且作为一种量子计算原语，已经引起了相当大的兴趣。在这里，我们实验演示了利用量子隐形传态将光子量子比特携带的量子信息传输到量子点自旋量子比特。在我们的实验中，利用中性量子点的选择性共振激发产生了一个处于双色叠加态的单光子--光子量子比特。我们利用局域电场和磁场控制，实现了来自不同量子点的单光子的前所未有的不可逆性。为了传送一个光子量子比特，我们在距离第一个量子点5米远的第二个量子点中产生一个纠缠的自旋光子态，并在Hong-Ou-Mandel装置中干涉来自两个量子点的光子。在干涉仪的输出重合检测预示着成功的隐形传态，我们通过测量所产生的自旋状态后，其相干时间延长的光学自旋回波脉冲序列验证。光子和半导体自旋量子比特的成功相互转换的演示构成了实现基于半导体纳米结构的片上量子网络的重要一步。
2013-07-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron Teleportation via Multiple Majorana Bound States in a Superconductor Island
研究超导岛中通过多个Majorana束缚态在量子点间的电子瞬移，发现Majorana耦合与隧穿不对称性对弹性和非弹性输运具有选择性影响，有助于区分拓扑与非拓扑输运特征。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal Quantum Computation using Exchange Interactions and Teleportation of Single-Qubit Operations
我们将展示如何构建一个通用的一套量子逻辑门使用控制交换相互作用和单，双自旋测量。单自旋幺正操作被传送而不是直接执行，从而消除了构建几个最有前途的固态量子计算方案的主要困难，例如自旋耦合量子点，硅中的施主原子核自旋和氦上的电子。相反，以前的建议处理这个困难，我们的计划不需要编码冗余。我们还讨论了超导相位量子比特的应用。
2002-08-17 quant-ph
On the feasibility of quantum teleportation protocols implemented with Silicon devices
本文通过多尺度模拟构建硅基五量子点系统，设计并计算验证了五量子比特量子隐形传态协议，展示了硅量子点器件的高级可编程性，为实用量子信息处理设计提供指导。
2024-10-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum teleportation with dissimilar quantum dots over a hybrid quantum network
本文通过光-物质相互作用、多轴应变和磁场工程调控异质量子点，在光纤与270米自由空间链路构成的混合量子网络中演示了保真度达82±1%的全光子量子隐形传态，为实用量子网络奠定基础。
2024-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Enhancing Continuous Variable Quantum Teleportation using Non-Gaussian Resources
连续变量（CV）非高斯资源是实现基于CV的量子通信和基于CV的计算的量子纠错的基础。在这项工作中，我们研究了使用CV非高斯态作为量子隐形传态的背景下，通过噪声信道传输的相干和压缩态的资源状态。我们考虑一系列不同的非高斯资源状态，并计算每个资源实现状态隐形传态的保真度。我们的研究结果表明，非高斯态的使用提出了一个显着的优势相比，采用传统的资源CV隐形传态;高斯双模压缩真空态。在基于光纤的量子通信中，通过使用某些非高斯态，量子隐形传态的范围增加了约40%。在星地量子通信中，对于与Micius卫星一致的孔径配置，量子隐形传态的可行范围从700 km增加到1200 km以上。这些结果代表了陆地和天基网络中实用和可实现的量子通信性能的显着提高。
2021-11-01 quant-ph
Quantum Teleportation with Telecom Photons from Remote Quantum Emitters
本文利用两个远程半导体量子点分别作为纠缠光子对源和单光子源，结合保偏量子频率转换器在电信波段实现贝尔态测量，完成了全光子量子隐形传态，保真度达0.721(33)，显著超过经典极限，为可扩展量子网络提供了关键支撑。
2024-11-19 physics.optics quant-ph
Quantum Teleportation in a Solid State System
我们提出了一个能够演示量子隐形传态的实用固态系统。该装置利用了耦合量子点中激子光学控制的最新进展，以产生最大纠缠的Bell和Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。然后只需要两个么正变换：一个量子控制非门和一个阿达玛门。明确给出了产生最大纠缠态所需的激光脉冲以及相应的么正变换。
1999-06-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Orbital and electronic entanglement in quantum teleportation schemes
随着更紧凑的量子计算架构的发展，需要解决关于不可区分粒子纠缠的基本问题。在固态器件中，这种探索自然与电子的量子相关性有关。本文研究了电子间的纠缠，主要讨论了模式间的纠缠、粒子间的纠缠以及粒子数超选择规则的影响。我们阐明了强关联材料中模式和粒子纠缠的形成，并表明这两者都是量子信息任务（如量子隐形传态）中的重要资源。为此，我们定性和定量地分析了三种电子隐形传态方案中的纠缠：（i）石墨烯分子内的量子隐形传态，（ii）氮空位中心和（iii）量子点阵列。
2020-10-30 cond-mat.str-el quant-ph
Size effects in the electronic properties of finite arrays of exchange coupled quantum dots: A renormalization group approach
金属量子点阵列的输运性质由量子点之间的距离依赖的交换耦合决定。它示出的交换耦合的有效值，作为测量的充电能量每点，单调地依赖于阵列的大小。这种效应在超过7^5个晶胞的六边形阵列中饱和。讨论使用多级块重整化群方法应用于哈伯德哈密顿量。一阶相变发生在压缩的晶格和大小的依赖性是定性不同的两个阶段。
2004-05-16 quant-ph
Nonlocal biphoton generation in Werner state from a single semiconductor quantum dot
我们证明了从单个半导体量子点产生类沃纳偏振纠缠态，否定了局域隐变量理论。通过利用层析分析与时间门，我们发现双光子态映射到Werner态，这是至关重要的量子信息的应用，由于其多方面的分支，如有用的隐形传态。观察到的时间演化的双光子态给我们带来了系统的理解之间的关系断层重建的双光子态和一组参数表征激子状态，包括精细结构分裂和交叉退相时间。
2014-08-01 quant-ph
Manipulation of Multipartite Entanglement in an Array of Quantum Dots
多体纠缠是实现量子技术和检验量子力学的基础。本文研究了如何通过控制入射光子与波导上量子点之间的耦合，在量子点阵列中产生W态和类W态。我们还讨论了如何控制耦合来观察纠缠的突然死亡。我们的工作在量子信息处理中有潜在的应用价值。
2021-06-11 quant-ph
Scaling of entanglement in finite arrays of exchange-coupled quantum dots
本文采用有限尺寸标度方法研究了三角晶格上哈伯德哈密顿量模型下二维量子点阵列中的纠缠。利用多级块重整化群方法，我们发现当一阶量子相变发生时，纠缠度会发生突变。在临界点，纠缠是恒定的，与块的大小无关。
2004-05-16 quant-ph
Two-qubit controlled phase gate based on two nonresonant quantum dots trapped in a coupled-cavity array
提出了一种在非小跳变极限条件下，利用两个耦合光子晶体腔中的两个不同量子点，在经典激光场驱动下实现量子控制相位门的方案.在门操作期间，量子点都不被激发，而系统可以根据量子点的不同状态获得不同的相位。与单量子位操作一起，可以实现双量子位控制的相位门。
2011-04-13 quant-ph
A logical qubit in a linear array of semiconductor quantum dots
我们设计并分析了一个由半导体量子点中电子自旋线性阵列组成的逻辑量子比特。为了避免完全控制二维量子点阵列的困难，我们对一维硅量子点线进行了自旋控制和纠错。控制速度和效率通过一个方案来保持，在该方案中，使用用于磁共振的宽带微波脉冲来全局地控制电子自旋状态，同时通过相邻点之间的交换相互作用的局部电控制来提供两个量子位门。采用两个、三个和四个量子比特码的纠错适用于具有最近邻门的量子比特的线性链。我们估计误差校正阈值为1 e-4。此外，我们描述了一系列的实验，以验证从四个耦合点的近期设备上的方法。
2017-02-28 quant-ph
Heterogeneous teleportation with laser and quantum light sources
量子信息技术将利用量子密码术和量子计算的复杂科学和工程模拟来改变关键的网络安全。量子计算机节点可以基于各种系统，诸如线性光学器件、离子或固态架构，诸如金刚石中的NV中心、半导体量子点或硅中的自旋。在安全的量子网络中，将任何这些平台与光子量子比特接口都需要量子隐形传态协议来传输信息，并且已经证明了其中一些系统的物质-光隐形传态。然而，尽管可以想象输入光子来自与提供纠缠源不同的源，但到目前为止，使用线性光学的隐形传态的每个演示都使用相同或相同的输入和纠缠光子源，通常伴随着第四个先驱光子。在这里，我们表明，光子从根本上不同的来源，可用于光学量子隐形传态协议。输入光子由激光器产生，并使用由纠缠发光二极管（ELED）电产生的偏振纠缠光子对进行远距传送。这些光源的带宽相差1000倍，光子统计不同，不需要精确简并-但我们仍然观察到0.77的隐形传态保真度，超过量子极限10个标准差。这是向实际应用的重大飞跃，例如使用量子中继器和中继器扩展现有QKD系统的范围，这些系统通常使用弱相干激光脉冲进行量子信息传输。ELED的使用提供了电气控制的实际优势，并且如我们所示，消除了激光输入场的多光子特性，从而消除了量子光学电路中使用的误差。
2013-07-11 quant-ph
Implementing controlled-NOT gate based on free spin qubits with semiconductor quantum-dot array
基于半导体量子点中的电子自旋作为量子比特，在固体纳米结构中构造了一种新的量子控制非门（CNOT），而无需借助自旋-自旋相互作用。利用单电子隧穿技术和相干量子点元胞自动机结构产生辅助电荷纠缠态。利用辅助电荷纠缠态作为中间态，我们得到了一个自旋纠缠态，并设计了一个仅利用单自旋旋转的CNOT门。
2007-08-19 quant-ph
Revisit the non-locality of Majorana zero modes and teleportation: Bogoliubov-de Gennes equation based treatment
本文基于Bogoliubov-de Gennes方程重新审视马约拉纳零模的非局域性，发展单粒子波函数输运方法，并预测对称耦合下零偏压电导为e²/h，是传统马约拉纳量子化电导值的一半。
2020-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scaling of entanglement at quantum phase transition for two-dimensional array of quantum dots
利用哈伯德模型研究了二维巡游系统的纠缠标度行为。结果表明，在表示固有量子相变（QPT）的临界点的两侧，纠缠度与大小的标度不同，就像序参量一样。这一事实揭示了量子点纠缠作为一种可替代的物理资源所起的微妙作用。
2004-05-16 quant-ph
Long-range adiabatic quantum state transfer through a linear array of quantum dots
介绍了一种基于量子点阵列的绝热远程量子通信方案。通过动态地改变施加在系统上的外部栅极电压，编码在电子中的量子信息可以从一个端点传输到另一个端点。我们数值求解了具有给定数量量子点的系统的薛定谔方程。结果表明，该方案是一种简单而有效的协议，在适当的门脉冲相干操纵的人口转移。分析了能隙和转移时间对系统参数的依赖关系，并给出了数值结果。我们还调查了绝热通道在一个更现实的系统中存在不可避免的制造缺陷。该方法为今后在实验中实现绝热量子态转移提供了指导。
2012-06-28 quant-ph
Quantum Walks in an array of Quantum Dots
量子随机游动具有非直观的动力学，这使得它们成为一个有吸引力的研究领域，为著名的经典问题以及量子计算领域中出现的问题设计量子算法。在这项工作中，我们提出了一个新的方案，利用激光激发的量子点阵列的电子态的离散时间量子随机行走的物理实现。这些点表示行走的离散节点，而每个点内部的能级之间的跃迁对应于所需的硬币操作，并且采用受激拉曼绝热通过（STIRAP）过程来诱导行走的步骤。量子点设计以使得能够选择性地耦合能级的方式定制。我们的模拟结果表明，与理想的量子行走分布以及适度的鲁棒性对噪声干扰的密切协议。
2007-12-11 quant-ph
Extracting entangled qubits from Majorana fermions in quantum dot chains through the measurement of parity
我们提出了一个从支持零能量边缘模式的量子点链中提取纠缠电荷量子比特的方案。边缘模式是由马约拉纳费米子定位在每个链的末端。量子比特，逻辑上编码在双量子点中，可以通过它们之间的隧穿和配对相互作用来操纵。纠缠态的具体形式取决于每条链中边界位电子的奇偶性测量（偶数或奇数）和链之间的隐形传态。宇称测量是通过相干态微波光子与边界点的色散耦合实现的，而隐形传态是通过Bell测量实现的。我们的方案说明了\emph{localizable entanglement}在一个费米子系统，这是可行的作为一个量子中继器在现实的实验条件下，因为它允许有限的温度效应，是强大的对无序，退相干和准粒子中毒。
2015-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A Three-Dimensional Array of Quantum Dots
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Harvard University（哈佛大学）；Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO)（荷兰应用科学研究组织（TNO））
本文提出了一种三维量子点阵列结构，通过硅锗异质结实现八量子点系统，展示了相干自旋控制和跃迁诱导的自旋旋转，为高连接量子电路提供了新可能。
2025-12-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Three individual two-axis control of singlet-triplet qubits in a micromagnet integrated quantum dot array
本文报道了在GaAs栅定六重量子点阵列中的两个电子自旋量子比特的单独约束和双轴量子比特操作。作为多量子比特操作的第一步，我们展示了三个单重态-三重态量子比特的相干操作，在所有双点位置显示欠阻尼拉莫尔和拉姆齐振荡。我们提供了一个准确的测量站点站点依赖的场梯度和均方根电磁噪声，我们讨论了简单的矩形微磁体在多个量子点阵列中的实际应用的充分性。我们还讨论了目前的限制和可能的策略，实现同时多多量子比特操作的扩展线性阵列。
2020-10-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Efficient orthogonal control of tunnel couplings in a quantum dot array
半导体量子点阵列是一种新型的量子计算和量子模拟的平台。然而，栅电压对点电位的串扰和点间隧道耦合使器件参数的调谐复杂化。迄今为止，对点电位的串扰通常使用所谓的虚拟栅极来有效地补偿，虚拟栅极是物理栅极电压的特定线性组合。然而，由于隧道耦合对栅极电压的指数依赖性，对隧道势垒的串扰目前通过缓慢的迭代过程来补偿。在这项工作中，我们表明，隧道势垒上的串扰可以有效地表征和补偿，使用的事实是，相同的指数依赖适用于所有的门。我们演示了四重量子点阵列中的串扰的有效校准，并定义了一组虚拟势垒门，我们显示所有点间隧道耦合的正交控制。我们的方法标志着大规模量子点阵列的调谐过程的可扩展性向前迈出了关键一步。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Automatic virtual voltage extraction of a 2x2 array of quantum dots with machine learning
本文提出一种基于机器学习的自动化方法，通过霍夫变换和回归模型集成提取电荷稳定性图中的梯度，从而确定2x2量子点阵列的虚拟栅极，有效减轻交叉电容效应，并可扩展至更大阵列。
2024-11-22 cond-mat.dis-nn quant-ph
One-dimensional quantum dot array integrated with charge sensors in an InAs nanowire
本研究在InAs纳米线中实现了一维五重量子点阵列，集成双电荷传感器，通过虚拟门独立控制各点能级，并实现双量子点间超强耦合，为先进量子硬件构建奠定基础。
2024-07-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Towards quantum dot arrays of entangled photon emitters
我们表明，与一个新的家庭的金字塔网站控制InGaAsN量子点，它是可能的，以获得包含多达15%的偏振纠缠光子发射器的区域-一个重大的改进，如果相比，其他量子点系统实现的小部分。利用双光子偏振态密度矩阵和由此得到的参数证实了纠缠，发现了结晶度高达0.721 ± 0.043的发射体。
2014-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-selective electron transfer in quantum dot array
我们提出了一种硅量子点阵列中的自旋选择性相干电子转移。振荡磁场和时间控制的栅极电压被用来根据自旋状态将电子波函数分离成不同的量子点。我们介绍了非绝热和绝热协议，提供快速的电子转移和控制场脉冲区域的误差的鲁棒性，分别。我们还研究了一个捷径到绝热协议，这两个协议的妥协。我们表明，该方案可以直接扩展到多电子系统，并用于非本地操纵的电子。
2017-11-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Shuttling an electron spin through a silicon quantum dot array
本文在28Si/SiGe四量子点线性阵列中实现电子自旋往返穿梭250次、总距离约80 μm，并测得每次跳跃自旋翻转概率远低于0.01%，验证了远距离自旋量子比特相干连接方案的可行性。
2022-09-12 cond-mat.mes-hall 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
QDarts: A Quantum Dot Array Transition Simulator for finding charge transitions in the presence of finite tunnel couplings, non-constant charging energies and sensor dots
本研究提出高效模拟器QDarts，可模拟平衡态量子点阵列的电荷稳定性图，定位高维电压空间中的电荷态及跃迁，纳入隧穿耦合等多种效应，能匹配文献实验结果，为QDA实验测试和器件调谐方法开发提供支持。
2024-09-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum teleportation mediated by surface plasmon polariton
表面等离子激元（SPP）是自由电子沿金属-电介质界面传播的集体激发。虽然一些基本的量子特性，如纠缠的保存，波粒二象性的一个单一的等离子体激元，量子干涉的两个等离子体激元，和纠缠产生的验证，已被证明，更先进的量子信息协议尚未证明与SPP。在这里，我们实验上实现了单光子与SPP之间的量子态隐形传态。为了实现这一点，我们使用偏振纠缠光子对，相干光子等离子体光子转换的金属亚波长孔阵列，完整的贝尔状态测量和主动前馈技术。量子态和量子过程层析成像的结果都证实了SPP介导的隐形传态的量子性质。平均状态保真度为0.889 $\pm$ 0.004和过程保真度为0.820 $\pm$ 0.005，这是远远高于经典的限制，实现。我们的工作表明，SPP可能是有用的实现复杂的量子协议的光子-等离子体激元混合量子网络。
2021-01-18 physics.optics quant-ph
Quantum Information in Semiconductors: Noiseless Encoding in a Quantum-Dot Array
一个潜在的实现量子计算计划在基于半导体结构的建议。特别地，量子点阵列被示出为用于无噪声信息编码的理想量子寄存器。除了由于众所周知的声子瓶颈而抑制量子点中的相位破坏过程之外，我们还表明，与现代超快激光技术的飞秒尺度相比，适当的量子编码可以在时间尺度上实现无退相干的演化。这一结果可能为实现基于半导体的量子处理器开辟道路。
1998-11-20 cond-mat quant-ph
Coherent transport of spin by adiabatic passage in quantum dot arrays
我们介绍了一个绝热传输协议的自旋态的大量子点阵列，是基于随时间变化的调制的海森堡交换相互作用中存在的磁场梯度。我们将此协议称为自旋-CTAP（绝热通道相干传输），类似于为量子点阵列中的电荷态转移开发的相关协议。这种绝热协议对脉冲缺陷的不敏感性对于读出扩展的自旋量子位阵列具有潜在的优势。当静态交换相互作用在整个阵列中变化时，自旋CTAP的量子控制版本是可能的，其中转移过程取决于阵列中间的自旋状态。这种条件操作可以用来产生N比特纠缠GHZ态。利用一个真实的噪声模型，我们分析了自旋CTAP操作的鲁棒性，发现高保真度（>95%）的自旋本征态转移和GHZ态制备在当前的设备是可行的。
2020-09-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin Filtering and Entanglement Swapping through Coherent Evolution of a Single Quantum Dot
我们利用一个大的正方形量子点中的一对电子的非耗散动力学，通过单电荷检测来执行单重态-三重态自旋测量，并展示了如何将其用于纠缠交换和隐形传态。该方法还用于生成AKLT基态，这是量子计算的进一步资源。我们证明，并推导出分析结果，有效的电荷自旋哈密顿量是有效的，在很宽的参数范围内，并同意与精确的数值结果的一个现实的有效质量模型。我们的分析还表明，该方法是强大的点的大小和初始化错误的选择，以及退相干引入的超精细相互作用。
2010-08-18 cond-mat.str-el quant-ph
Scalable Quantum Computing with "Enhancement" Quantum Dots
提出了一种基于单自旋增强模式量子点的量子计算机固态实现方案。在增强型量子点中，与基于通过栅极从多电子点中排出电子的耗尽型量子点相比，仅一个电子可以被带入初始空的量子点。基于耗尽点的量子计算机架构面临着几个挑战，使得可扩展性变得困难。基于ehnNavisphere模式的方法可以成功地满足这些挑战，能够产生具有多功能的点的正方形阵列。这些功能允许量子比特的传输，包括隐形传态，以及基于简单的单量子比特和双量子比特操作的纠错。我们描述了增强型量子点和基于InAs/GaSb复合量子阱的单电子晶体管的物理特性和实验特性。我们讨论了量子点量子计算的材料方面，包括具有大自旋分裂的材料，如InAs，以及增强模式方法在材料中的前景，如Si。
2005-08-17 cond-mat.other quant-ph
Shuttling a single charge across a one-dimensional array of silicon quantum dots
硅自旋量子比特的容错操作已经取得了重大进展，单量子比特的正确率超过99.9%，基于交换耦合的双量子比特门的几个演示，以及相干单自旋光子耦合的实现。在量子寄存器中耦合任意对空间分离的量子位构成了重大挑战，因为大多数量子位系统被限制为具有最近邻连接的二维（2D）。对于硅中的自旋，应该开发新的量子态转移方法以实现超越最近邻交换的连接。在这里，我们展示了一个单一的电子穿梭在线性阵列的9个串联耦合的硅量子点在~50 ns通过一系列成对的点间电荷转移。通过逐步构建更复杂的脉冲序列，我们通过9点阵列一次执行2和3个电子的并行穿梭。这些实验证实了单电子的物理输运在大型硅量子点阵列中是可行的。
2018-09-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast long-range state transfer in quantum dot arrays via shortcuts to adiabaticity
通过量子点阵列快速有效地制备、操纵和转移量子态是固态物理中量子信息处理和量子计算的一项重要任务。传统的绝热传输协议，如绝热通道相干传输（CTAP）及其变体，传输速度慢，容易发生退相干，这在一定程度上会降低保真度。为了实现对退相干的鲁棒性，我们提出了一种加速多量子点系统中绝热电荷转移的协议，共享“绝热捷径”（STA）的概念。我们首先应用STA技术，包括反绝热驱动和逆向工程，以加快三重量子点的边缘点之间的直接（长距离）转移。然后，我们将我们的分析扩展到多点系统。我们展示了如何通过实施修改后的脉冲，快速绝热的外部点之间的电荷传输，最终可以实现不填充中间点。我们还讨论了在存在退相的情况下，传输保真度对操作时间的依赖性。通过最小化退相干和弛豫过程，所提出的用于加速QD阵列中的外部点之间的绝热电荷转移的协议为量子信息处理提供了鲁棒的机制。
2018-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
