論文の概要: Coherent Control of an Optical Quantum Dot Using Phonons and Photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.02079v1
- Date: Tue, 2 Apr 2024 16:25:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-03 15:39:47.785460
- Title: Coherent Control of an Optical Quantum Dot Using Phonons and Photons
- Title（参考訳）: フォノンと光子を用いた光量子ドットのコヒーレント制御
- Authors: Ryan A DeCrescent, Zixuan Wang, Joseph T Bush, Poolad Imany, Alexander Kwiatkowski, Dileep V Reddy, Sae Woo Nam, Richard P Mirin, Kevin L Silverman,
- Abstract要約: 光学的2レベルシステム(qubits)の独特な利点を光学学に示す。
クビット状態は、多種多様な駆動スキームを用いてコヒーレントに制御できる。
マイクロ波-光プロセスにおける信号-背景散乱を改善する方法を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 38.70273403646274
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Genuine quantum-mechanical effects are readily observable in modern optomechanical systems comprising bosonic (``classical") optical resonators. Such systems have enabled laser-cooling of mesoscopic objects, generation of squeezed light, and the conversion of photons between microwave and optical modes. Here we demonstrate unique advantages of optical two-level systems, or qubits, for optomechanics. The qubit state can be coherently controlled using an immense variety of driving schemes including both phonons and resonant or detuned photons. We experimentally demonstrate this using charge-controlled InAs quantum dots (QDs) in surface-acoustic-wave resonators. Time-correlated single-photon counting measurements reveal the control of QD population dynamics using engineered optical pulses and mechanical motion. As a first example, we show how this can improve signal-to-background scattering in microwave-to-optical transduction processes. Specifically, we tailor the scheme so that mechanically assisted photon scattering is enhanced over the direct detuned photon scattering from the optical system. These differences are greatly amplified by strategic temporal pulse shaping. Quantum-mechanical calculations show good agreement with our experimental results and provide guidance for adapting these schemes to small phonon occupancies relevant for microwave-to-optical quantum transduction.
- Abstract（参考訳）: 量子力学的効果は、ボゾン(古典的)光共振器からなる現代の光学系では容易に観測できる。
このようなシステムは、メソスコピックオブジェクトのレーザー冷却、硬化した光の生成、マイクロ波と光学モード間の光子の変換を可能にした。
ここでは、光学力学における光学的二レベルシステム(qubits)の独特な利点を示す。
クォービット状態は、フォノンと共振子または脱調光子を含む多種多様な駆動方式を用いてコヒーレントに制御することができる。
表面音響波共振器における電荷制御InAs量子ドット(QD)を用いてこれを実験的に実証する。
時間関連単一光子計数測定により、工学的光パルスと機械的運動を用いたQD人口動態の制御が明らかになった。
最初の例として、マイクロ波-光伝送プロセスにおける信号-背景散乱を改善する方法を示す。
具体的には,光学系からの直接偏向光子散乱に対して,機械的支援光子散乱が促進されるように調整する。
これらの差は、戦略的時間的パルス整形によって大きく増幅される。
量子力学計算は、実験結果とよく一致し、マイクロ波-光量子トランスダクションに関連する小さなフォノン占有率にこれらのスキームを適用するためのガイダンスを提供する。
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