論文の概要: Asymmetric two-photon response of an incoherently driven quantum emitter

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.07082v1
• Date: Wed, 09 Jul 2025 17:44:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-10 17:37:43.715156
• Title: Asymmetric two-photon response of an incoherently driven quantum emitter
• Title（参考訳）: 無コヒーレント駆動量子エミッタの非対称2光子応答
• Authors: Lennart Jehle, Lena M. Hansen, Patrik I. Sund, Thomas W. Sandø, Raphael Joos, Michael Jetter, Simone L. Portalupi, Mathieu Bozzio, Peter Michler, Philip Walther,
• Abstract要約: 量子エミッタは、レーザーパルスによって励起されると、高い確率で正確に1つの光子を放出することを約束する。 レーザーパルス中の再励起は、2つの光子の連続放出を引き起こすため、単一光子の純度は制限される。 ここでは,フォノン支援励起によるプロセスの質的差異を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum emitters promise to emit exactly one photon with high probability when pumped by a laser pulse. However, even in ideal systems, re-excitation during a laser pulse causes the consecutive emission of two photons, thus limiting the single-photon purity. Although the probability and properties of re-excitation are largely determined by the optical excitation method, until now only resonant driving has been studied. Here, we demonstrate qualitative differences in the process arising from phonon-assisted excitation -- a scheme standing out for its robustness and straightforward spectral suppression of scattered laser light while preserving highly indistinguishable emission. In contrast to previous studies under resonant driving, we measure not only the $g^{(2)}(0)$ as a function of pulse length but also resolve the distinct temporal and spectral shape of each of the photons, report an asymmetric two-photon spectrum and uncover correlations between the emission time and wavelength, which are unique to phonon-assisted pumping. On the fundamental side, we show how the spectrum stemming from re-excitation provides direct access to the Rabi frequency of an incoherently driven quantum dot. On the application side, we use the asymmetric spectral response to selectively suppress multiphoton noise from re-excitation, ensuring a high-single photon purity regardless of the laser pulse length and thus enhancing implementations across quantum cryptography and quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 量子エミッタは、レーザーパルスによって励起されると、高い確率で正確に1つの光子を放出することを約束する。 しかし、理想的な系であっても、レーザーパルス中の再励起は2つの光子の連続放出を引き起こすため、単一光子の純度は制限される。 再励起の確率と特性は光励起法で決定されるが、これまでは共鳴駆動のみが研究されてきた。 ここでは、フォノンアシスト励起によるプロセスの質的な差異を示す。これは、その頑丈さと散乱レーザー光の直接スペクトル抑制のために立証され、非常に不明瞭な放出を保っている。 共鳴駆動下での以前の研究とは対照的に、$g^{(2)}(0)$をパルス長の関数として測定するだけでなく、それぞれの光子の時間およびスペクトルの異なる形状を分解し、非対称な2光子スペクトルを報告し、フォノンアシスト励起に特有の放射時間と波長の相関を明らかにする。 基本的側面では、再励起から生じるスペクトルが、不整合に駆動された量子ドットのラビ周波数に直接アクセスすることを示す。 応用側では、非対称スペクトル応答を用いて、再励起から多光子雑音を選択的に抑制し、レーザーパルス長にかかわらず高特異な光子純度を確保し、量子暗号や量子コンピューティングにまたがる実装を強化する。

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