論文の概要: Revealing Hidden States in Quantum Dot Array Dynamics: Quantum Polyspectra Versus Waiting Time Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.14893v1
- Date: Thu, 19 Dec 2024 14:22:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-20 13:29:58.331187
- Title: Revealing Hidden States in Quantum Dot Array Dynamics: Quantum Polyspectra Versus Waiting Time Analysis
- Title（参考訳）: 量子ドットアレイダイナミクスにおける隠れ状態の探索:量子ポリスペクトルVersus待ち時間解析
- Authors: Markus Sifft, Johannes C. Bayer, Daniel Hägele, Rolf J. Haug,
- Abstract要約: 本稿では、最近導入された輸送測定の量子多スペクトル分析により、多電子QDシステムの複素輸送測定をいかに分析するかを示す。
この方法は、実量子点接触(QPC)電流の高次時間相関を直接、測定された量子系のリウビリアンに関連付ける。
QPC電流測定の統計は、異なる3状態マルコフモデルで同一に記述できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum dots (QDs) are pivotal for the development of quantum technologies, with applications ranging from single-photon sources for secure communication to quantum computing infrastructures. Understanding the electron dynamics within these QDs is essential for characterizing their properties and functionality. Here, we show how by virtue of the recently introduced quantum polyspectral analysis of transport measurements, the complex transport measurements of multi-electron QD systems can be analyzed. This method directly relates higher-order temporal correlations of a raw quantum point contact (QPC) current measurement to the Liouvillian of the measured quantum system. By applying this method to the two-level switching dynamics of a double QD system, we reveal a hidden third state, without relying on the identification of quantum jumps or prior assumptions about the number of involved quantum states. We show that the statistics of the QPC current measurement can identically be described by different three-state Markov models, each with significantly different transition rates. Furthermore, we compare our method to a traditional analysis via waiting-time distributions for which we prove that the statistics of a three-state Markov model is fully described without multi-time waiting-time distributions even in the case of two level switching dynamics. Both methods yield the same parameters with a similar accuracy. The quantum polyspectra method, however, stays applicable in scenarios with low signal-to-noise, where the traditional full counting statistics falters. Our approach challenges previous assumptions and models, offering a more nuanced understanding of QD dynamics and paving the way for the optimization of quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 量子ドット(QD)は、単一光子源からセキュアな通信のための応用から量子コンピューティングのインフラまで、量子技術の発展に欠かせない。
これらのQD内の電子力学を理解することは、それらの性質と機能を特徴づけるのに不可欠である。
本稿では、最近導入された輸送測定の量子多スペクトル分析により、多電子QDシステムの複素輸送測定をいかに分析するかを示す。
この方法は、生量子点接触(QPC)電流測定の高次時間相関を直接、測定された量子系のリウビリアンに関連付ける。
この手法を二重QDシステムの2レベルスイッチングダイナミクスに適用することにより、量子ジャンプの特定や関連する量子状態の数に関する事前の仮定に頼ることなく、隠れた第3の状態を明らかにする。
QPC電流測定の統計は、異なる3状態マルコフモデルで同一に記述できることを示す。
さらに,本手法を待ち時間分布を用いた従来の解析と比較し,2段階切替ダイナミクスの場合においても,3状態マルコフモデルの統計がマルチ時間待ち時間分布なしで完全に記述されていることを証明した。
どちらの手法も同様の精度で同じパラメータを生成する。
しかし、量子ポリスペクトル法は、従来の完全カウント統計が誤る低信号対雑音のシナリオに適用できる。
我々のアプローチは、従来の仮定やモデルに挑戦し、QDダイナミクスのより微妙な理解を提供し、量子デバイスの最適化の道を開く。
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