論文の概要: Polarization entanglement and qubit error rate dependence on the exciton-phonon coupling in self-assembled quantum dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.03413v2
• Date: Thu, 06 Feb 2025 15:46:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-07 14:31:35.254812
• Title: Polarization entanglement and qubit error rate dependence on the exciton-phonon coupling in self-assembled quantum dots
• Title（参考訳）: 自己集合量子ドットにおける励起子-フォノン結合の分極絡みと量子ビット誤差率依存性
• Authors: Urmimala Dewan, Parvendra Kumar, Amarendra K. Sarma,
• Abstract要約: マイクロピラーキャビティに埋め込まれた量子ドット放射カスケードによって放出される偏光絡み合った光子対について理論的に検討する。 フォノン結合は2つの励起子状態間の交差結合と同様に1光子と2光子の不整合過程を導入することを示す。 フォノンを介する結合とアクスタークシフトと多光子放出は高温での絡み合いを著しく低下させることが示されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Polarization entangled photons are the key ingredients of various protocols in quantum computation and quantum key distribution. In particular, for key distributions, a near-unity degree of polarization entanglement is one of the requirements for minimizing the qubit error rates. In this work, we theoretically investigate the polarization entangled photon pairs emitted by a quantum-dot radiative cascade embedded in a micropillar cavity. We develop a polaron master equation theory for incorporating the unavoidable exciton-phonon coupling and investigate the role of phonon-mediated processes and phonon-bath temperature on the degree of entanglement. We show that the phonon-coupling introduces the one-photon and two-photon incoherent processes, as well as the cross-coupling between the two exciton states. It is shown that the phonon-mediated coupling along with the ac-Stark shift and multiphoton emission significantly degrade the entanglement at higher temperatures. Finally, we consider a BBM92 quantum key distribution protocol to investigate the qubit error rate for the given degree of entanglement.
• Abstract（参考訳）: 偏光絡み合った光子は、量子計算や量子鍵分布における様々なプロトコルの鍵となる要素である。 特に鍵分布の場合、偏極エンタングルメントのほぼ一等度は、量子ビット誤差率を最小化するための要件の1つである。 本研究では,マイクロピラーキャビティに埋め込まれた量子ドット放射カスケードによって放出される光子対の偏光を理論的に検討する。 本研究では、避けられないエクシトン-フォノンカップリングを取り入れたポラロンマスター方程式理論を開発し、フォノンを媒介とするプロセスとフォノン-バス温度が絡み合いの程度に与える影響について検討する。 フォノン結合は2つの励起子状態間の交差結合と同様に1光子と2光子の不整合過程を導入することを示す。 フォノンを介する結合とアクスタークシフトと多光子放出は高温での絡み合いを著しく低下させることが示されている。 最後に, 量子鍵分布プロトコルBBM92について検討し, 所定の絡み合いの量子ビット誤差率について検討する。

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