論文の概要: Full counting statistics of the photocurrent through a double quantum
dot embedded in a driven microwave resonator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.06948v2
- Date: Tue, 22 Nov 2022 08:29:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-05 01:19:53.349730
- Title: Full counting statistics of the photocurrent through a double quantum
dot embedded in a driven microwave resonator
- Title（参考訳）: マイクロ波共振器に埋め込まれた二重量子ドットによる光電流のフルカウント統計
- Authors: Drilon Zenelaj, Patrick P. Potts, and Peter Samuelsson
- Abstract要約: 単一イテナントマイクロ波光子の検出は、新興量子技術応用にとって重要な機能である。
マイクロ波共振器と結合した二重量子ドット(DQD)が効率よく連続した光検出器として機能することが実証された。
ここでは、共振器のコヒーレントマイクロ波駆動におけるDQDによる光電流の変動について理論的に検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Detection of single, itinerant microwave photons is an important
functionality for emerging quantum technology applications as well as of
fundamental interest in quantum thermodynamics experiments on heat transport.
In a recent experiment [W. Khan et al., Nat. Commun. 12, 5130 (2021)], it was
demonstrated that a double quantum dot (DQD) coupled to a microwave resonator
can act as an efficient and continuous photodetector by converting an incoming
stream of photons to an electrical photocurrent. In the experiment, average
photon and electron flows were analyzed. Here we theoretically investigate, in
the same system, the fluctuations of the photocurrent through the DQD for a
coherent microwave drive of the resonator. We consider both the low frequency
full counting statistics as well as the finite-frequency noise (FFN) of the
photocurrent. Numerical results and analytical expressions in limiting cases
are complemented by a mean-field approach neglecting dot-resonator
correlations, providing a compelling and physically transparent picture of the
photocurrent statistics. We find that for ideal, unity efficiency detection,
the fluctuations of the charge current reproduce the Poisson statistics of the
incoming photons, while the statistics for non-ideal detection is
sub-Poissonian. Moreover, the FFN provides information of the system parameter
dependence of detector short-time properties. Our results give novel insight
into microwave photon-electron interactions in hybrid dot-resonator systems and
provide guidance for further experiments on continuous detection of single
microwave photons.
- Abstract（参考訳）: 単一イテナントマイクロ波光子の検出は、新しい量子技術応用において重要な機能であり、熱輸送に関する量子熱力学実験における基礎的関心である。
最近の実験 (W. Khan et al., Nat. Commun. 12, 5130 (2021)) において、マイクロ波共振器に結合された二重量子ドット(DQD)が光子の入射列を電気的光電流に変換することにより効率よく連続的な光検出器として機能することが実証された。
実験では、平均光子と電子の流れを分析した。
ここでは、共振器のコヒーレントマイクロ波駆動におけるDQDによる光電流の変動について理論的に検討する。
光電流の有限周波ノイズ(FFN)だけでなく、低周波フルカウント統計も検討する。
点共鳴相関を無視する平均場アプローチにより、限界ケースにおける数値結果と解析式を補完し、光電流統計の説得力と物理的に透明な画像を提供する。
理想的統一効率検出では、電荷電流のゆらぎが入射光子のポアソン統計を再現するのに対し、非理想的検出の統計は部分ポアソニアンである。
さらに、FFNは検出器の短時間特性のシステムパラメータ依存性に関する情報を提供する。
本研究は、マイクロ波光子-電子相互作用に関する新しい知見を与え、単一マイクロ波光子の連続検出に関するさらなる実験のためのガイダンスを提供する。
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