論文の概要: Nonlinear down-conversion in a single quantum dot
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.12393v1
- Date: Wed, 26 May 2021 08:31:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-29 11:50:31.869406
- Title: Nonlinear down-conversion in a single quantum dot
- Title（参考訳）: 単一量子ドットにおける非線形ダウン変換
- Authors: B. Jonas, D. Heinze, E. Sch\"oll, P. Kallert, T. Langer, S. Krehs, A.
Widhalm, K. D. J\"ons, D. Reuter, S. Schumacher and A. Zrenner
- Abstract要約: フォトニック量子技術は、商用化が近づいている。
1つの重要なビルディングブロックはナノスケールの積分可能な量子光源である。
単一光子放出特性を調整・制御するためのエミッタ非依存手法を示す。
- 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: Photonic quantum technologies$^1$, with applications in quantum
communication, sensing as well as quantum simulation and computing, are on the
verge of becoming commercially available. One crucial building block are
tailored nanoscale integratable quantum light sources, matching the specific
needs of use-cases. Several different approaches to realize solid-state quantum
emitters$^2$ with high performance$^3$ have been pursued. However, the
properties of the emitted single photons are always defined by the individual
quantum light source and despite numerous quantum emitter tuning
techniques$^{4-7}$, scalability is still a major challenge. Here we show an
emitter-independent method to tailor and control the properties of the single
photon emission. We demonstrate a laser-controlled down-conversion process from
an excited state of a quantum three-level system$^8$. Starting from a biexciton
state, a tunable control laser field defines a virtual state in a stimulated
process. From there, spontaneous emission to the ground state leads to
optically controlled single photon emission. Based on this concept, we
demonstrate energy tuning of the single photon emission with a control laser
field. The nature of the involved quantum states furthermore provides a unique
basis for the future control of polarization and bandwidth, as predicted by
theory$^{9,10}$. Our demonstration marks an important step towards tailored
single photon emission from a photonic quantum system based on quantum optical
principles.
- Abstract（参考訳）: フォトニック・量子技術$^1$は、量子通信、センシング、量子シミュレーション、計算などの応用で、商用化が近づいている。
重要な構成要素の1つはナノスケールの積分可能な量子光源で、ユースケースの特定のニーズに合致する。
固体量子エミッター$^2$と高い性能$^3$を実現するいくつかの異なるアプローチが研究されている。
しかし、放射された単一光子の特性は常に個々の量子光源によって定義され、多くの量子エミッタチューニング技術にもかかわらず、スケーラビリティは依然として大きな課題である。
本稿では、単一光子放射の特性を調整・制御するためのエミッタ非依存法を示す。
量子3レベル系の励起状態からレーザー制御によるダウンコンバージョン過程を実証する。
可変制御レーザー場はバイエクシトン状態から始まり、刺激されたプロセスにおける仮想状態を定義する。
そこから基底状態への自発的な放出は、光制御された単一光子放出に繋がる。
この概念に基づき、単一光子放射のエネルギーチューニングを制御レーザー場を用いて実証する。
関連する量子状態の性質はさらに、理論$^{9,10}$で予測されるように、分極と帯域の将来の制御のユニークな基礎を提供する。
我々の実証は、量子光学原理に基づくフォトニック量子系からの光子放射を調整するための重要なステップである。
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