論文の概要: Hybrid acousto-optical swing-up preparation of exciton and biexciton
states in a quantum dot
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.07887v1
- Date: Mon, 12 Feb 2024 18:50:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-13 12:53:12.392972
- Title: Hybrid acousto-optical swing-up preparation of exciton and biexciton
states in a quantum dot
- Title（参考訳）: 量子ドットにおける励起子とバイエクシトン状態のハイブリッドアコースト・オプティカル・スイングアップ合成
- Authors: Mateusz Kuniej, Micha{\l} Gawe{\l}czyk, Pawe{\l} Machnikowski
- Abstract要約: 音響変調を用いることで、励起子状態かバイエクシトン状態のいずれかを1つの振動モードと1つの光パルスで選択的に励起することができることを示す。
このアプローチは、トランジションのトリガーとして音響モードを使用する場合、エミッタと量子音響モードとの間の絡み合いを発生させる方法を舗装する可能性がある。
- 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: Recent years brought the idea of hybrid systems, in which quantum degrees of
freedom, due to controlled couplings, allow the transfer of quantum information
and may lead to the emergence of new generation devices. Due to the universal
coupling with all solid-state systems and compatibility with miniaturization,
acoustic fields will play an important role in interfacing such components.
Optically active quantum dots (QDs) are at the forefront of systems for
applications in quantum technologies and their multiple available interfaces
make them a great component of hybrid systems. QDs generate
polarization-entangled photon pairs, however deterministic and high-fidelity
preparation of the state is needed. All resonant schemes need filtering to
distinguish emitted photons from the excitation pulse, which limits the photon
yield significantly. Thus, non-resonant excitation methods are needed like the
recently proposed and successful swing-up scheme. Here, we propose a hybrid
acousto-optical version of this non-resonant scheme to prepare exciton and
biexciton states. We show that using acoustic modulation allows selectively
exciting either exciton or biexciton states with just one mode of vibration and
one optical pulse or vice versa: acoustic pulse during detuned optical driving.
Thus, either of the fields can act as a trigger controlling the evolution.
Further, we evaluate the impact of phonon decoherence at finite temperatures
for two types of application-relevant QDs, InAs/GaAs and GaAs/AlGaAs, and find
that for GaAs QDs exciton preparation can be almost decoherence-free even at
liquid nitrogen temperatures already with currently available acoustic
modulation frequencies. This approach may pave the way for generating
entanglement between an emitter and a quantum acoustic mode when using the
acoustic mode as a trigger for the transitions.
- Abstract（参考訳）: 近年では、制御されたカップリングによる量子自由度が量子情報の転送を可能にし、新しい世代のデバイスが出現する可能性があるハイブリッドシステムのアイデアが持ち込まれた。
すべての固体系との普遍的な結合と小型化との互換性のため、音場はそのような部品の界面において重要な役割を果たす。
光活性量子ドット(英語版)(QD)は、量子技術とその複数の利用可能なインターフェースにおけるシステムの最前線にあり、ハイブリッドシステムの優れたコンポーネントとなる。
QDは偏光に絡み合った光子対を生成するが、決定論的かつ高忠実な状態の準備が必要である。
すべての共鳴スキームは、励起パルスから放出された光子を区別するためにフィルタを必要とする。
したがって、最近提案され成功したスイングアップスキームのように、非共鳴励起法が必要となる。
本稿では,この非共振器方式のハイブリッド音響光学バージョンを提案し,エキシトンおよびバイエクシトン状態の合成を行う。
音響変調を用いることで、1つの振動モードと1つの光パルスでエキシトン状態またはバイエクシトン状態を選択的に励起できることを示す。
したがって、どちらのフィールドも進化を制御するトリガーとして振る舞うことができる。
さらに, 2種類の応用関連QD, InAs/GaAs, GaAs/AlGaAsの有限温度におけるフォノン脱コヒーレンスの影響を評価し, GaAs QDsのエキシトン調製は, 既に利用可能な音響変調周波数を持つ液体窒素温度においてもほぼ脱コヒーレンスフリーであることが確認された。
このアプローチは、アコースティックモードを遷移のトリガとして使用する場合、エミッタと量子音響モードの絡み合いを生成する方法となるかもしれない。
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