論文の概要: Complete quantum control of orbital qubits by phase-controlled stimulated Raman transitions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.15295v1
• Date: Fri, 22 Mar 2024 15:40:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-25 16:50:04.887856
• Title: Complete quantum control of orbital qubits by phase-controlled stimulated Raman transitions
• Title（参考訳）: 位相制御されたラマン遷移による軌道量子ビットの完全量子制御
• Authors: Jun-Yong Yan, Liang Zhai, Hans-Georg Babin, Yuanzhen Li, Si-Hui Pei, Moritz Cygorek, Wei Fang, Fei Gao, Andreas D. Wieck, Arne Ludwig, Chao-Yuan Jin, Da-Wei Wang, Feng Liu,
• Abstract要約: 量子ドットにおけるホール軌道状態の完全な制御を実証する。 これは、放射型オーガー転移を介して接続された$Lambda$システム内で、刺激されたラマン遷移をうまく誘導することで実現される。 その結果, 固体量子エミッタの軌道状態は, 量子情報処理や量子通信への応用において, 潜在的に有効な資源として確立された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.591036146528445
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Complete quantum control of a stationary quantum bit embedded in a quantum emitter is crucial for photonic quantum information technologies. Recently, the orbital degree of freedom in optically active semiconductor quantum dots emerged as a promising candidate. However, the crucial ability to perform arbitrary rotation on orbital qubits remains elusive. Here, we demonstrate complete control of hole orbital states in a quantum dot. This is enabled by successfully inducing stimulated Raman transitions within $\Lambda$ systems connected via radiative Auger transitions. This new capability allows manipulations of polar and azimuth angles of the Bloch vector, as evidenced by Rabi oscillations and Ramsey interference, respectively. Simultaneous control of both parameters is achieved by concurrently varying the amplitude and phase of picosecond Raman pulses, enabling arbitrary unitary rotation of the Bloch vector. Our results establish the orbital states in solid-state quantum emitters as a potentially viable resource for applications in quantum information processing and quantum communication.
• Abstract（参考訳）: 量子エミッタに埋め込まれた定常量子ビットの完全な量子制御は、フォトニック量子情報技術にとって不可欠である。 近年、光学活性半導体量子ドットの軌道自由度が有望な候補として浮上した。 しかし、軌道量子ビット上で任意の回転を行う重要な能力は、いまだ解明されていない。 ここでは、量子ドット内のホール軌道状態の完全な制御を実証する。 これは、放射型オーガー転移を介して接続された$\Lambda$システム内で、刺激されたラマン遷移をうまく誘導することで実現される。 この新しい機能は、それぞれRabi振動とRamsey干渉によって証明されたように、ブロッホベクトルの極角と方位角の操作を可能にする。 両方のパラメータの同時制御は、ピコ秒ラマンパルスの振幅と位相を同時に変化させることで達成される。 その結果, 固体量子エミッタの軌道状態は, 量子情報処理や量子通信への応用において, 潜在的に有効な資源として確立された。

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