論文の概要: Modelling Markovian light-matter interactions for quantum optical devices in the solid state

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.06580v1
• Date: Thu, 13 May 2021 23:00:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 06:15:01.830451
• Title: Modelling Markovian light-matter interactions for quantum optical devices in the solid state
• Title（参考訳）: 固体状態における量子光学デバイスに対するマルコフ光物質相互作用のモデル化
• Authors: Stephen C. Wein
• Abstract要約: 固体量子システムに焦点をあてて、量子光学デバイスの基本コンポーネントとプロセスを分析する。 光学活性量子系の一般マルコフマスター方程式に適用した解析量子軌道法を多用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The desire to understand the interaction between light and matter has stimulated centuries of research, leading to technological achievements that have shaped our world. One contemporary frontier of research into light-matter interaction considers regimes where quantum effects dominate. By understanding and manipulating these quantum effects, a vast array of new quantum-enhanced technologies become accessible. In this thesis, I explore and analyze fundamental components and processes for quantum optical devices with a focus on solid-state quantum systems. This includes indistinguishable single-photon sources, deterministic sources of entangled photonic states, photon-heralded entanglement generation between remote quantum systems, and deterministic optically-mediated entangling gates between local quantum systems. For this analysis, I make heavy use of an analytic quantum trajectories approach applied to a general Markovian master equation of an optically-active quantum system, which I introduce as a photon-number decomposition. This approach allows for many realistic system imperfections, such as emitter pure dephasing, spin decoherence, and measurement imperfections, to be taken into account in a straightforward and comprehensive way.
• Abstract（参考訳）: 光と物質の間の相互作用を理解したいという願望は、何世紀にもわたって研究を刺激し、我々の世界を形作る技術的成果に繋がった。 光間相互作用の研究の現代のフロンティアの一つは、量子効果が支配する状態を考えることである。 これらの量子効果を理解し、操作することで、多くの新しい量子強化技術が利用できるようになる。 本論文では,固体量子システムに着目した量子光学デバイスの基本コンポーネントとプロセスの探索と解析を行う。 これには、識別不能な単一光子源、絡み合ったフォトニック状態の決定論的源、リモート量子システム間の光子ヘラルド絡み合い生成、局所量子システム間の決定論的光学的媒介ゲートが含まれる。 この解析のために、私は解析量子軌道法を光学活性量子システムの一般マルコフマスター方程式に適用し、これを光子数分解として導入する。 このアプローチは、エミッタ純粋デファスメント、スピンデコヒーレンス、測定の不完全性など、多くの現実的なシステム不完全性を、単純で包括的な方法で考慮することができる。

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