論文の概要: Spin-photon coupling using circular double quantum dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.14813v1
• Date: Thu, 18 Sep 2025 10:13:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-19 17:26:53.161648
• Title: Spin-photon coupling using circular double quantum dots
• Title（参考訳）: 円二重量子ドットを用いたスピン光子カップリング
• Authors: Ferdinand Omlor, Florinda Viñas Boström, Martin Leijnse,
• Abstract要約: 円形二重量子ドットを用いたマイクロ波スピンフォトン界面の解析を行う。 環状態が奇数および幾何的パリティ軌道状態の交差でどのように形成されるかを示す。 本システムは、特定の磁場角に2階の電荷ノイズスイートスポットを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.12967812474298
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose and analyze a microwave spin-photon interface based on a circular double quantum dot, inspired by recent experimental observations of anisotropic g-factors and ring states in InAs nanowires. We develop an effective theoretical model capturing the interplay of spin-orbit coupling and the magnetic flux through the ring and show how ring states form at crossings of odd and even geometrical parity orbital states. Similar to bonding and antibonding states of conventional double quantum dots, the ring eigenstates can be changed into single dot states by detuning the dots, which enables a high degree of control over the system's properties. Applying a tilted magnetic field induces spin-charge hybridization which enables spin-photon coupling. For low disorder, the photons couple states of simultaneously (almost) opposite spin and angular momentum. With increasing disorder, the spin-photon coupling becomes analogous to the flopping mode mechanism of conventional double quantum dots where the spin is hybridized with the bonding and antibonding orbital states without angular momentum. We show that the system exhibits a second-order charge-noise sweet spot at a specific magnetic field angle, which lowers the system's sensitivity to dephasing while retaining a substantial spin-photon coupling strength. Moreover, the photon coupling mechanism can be switched off either electrically, by detuning to the single-dot regime, or magnetically, by rotating the field to disable the spin-charge hybridization.
• Abstract（参考訳）: InAsナノワイヤにおける異方性g因子およびリング状態の最近の実験的観察から着想を得た、円形二重量子ドットに基づくマイクロ波スピン光子界面の提案と解析を行った。 我々は、スピン軌道結合とリング内の磁束の相互作用を捉える効果的な理論モデルを開発し、奇数および幾何的パリティ軌道状態の交差においてリング状態がどのように形成されるかを示す。 従来の二重量子ドットの結合状態や反結合状態と同様に、リング固有状態はドットを変形させることで単一のドット状態に変化させることができる。 傾斜磁場を適用することで、スピン-光子カップリングを可能にするスピン電荷ハイブリッド化がもたらされる。 低調波の場合、光子はスピンと角運動量とを同時に(ほぼ)対向状態と結合する。 障害の増大に伴い、スピン-光子結合は従来の二重量子ドットのフローッピングモード機構と類似し、スピンは角運動量のない結合性および反結合性軌道状態とハイブリダイゼーションされる。 本システムは、特定の磁場角に2次電荷ノイズスイートスポットを呈し、スピン-光子結合強度を保ちながら、デフォーカスに対するシステムの感度を低下させることを示す。 さらに、スピンチャージハイブリダイゼーションを無効にするために磁場を回転させることにより、光子結合機構を単ドット状態に変形させることにより電気的にオフにすることができる。

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