論文の概要: Controllable interaction between photons and distant spins via vacuum Rabi oscillations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.03809v1
- Date: Tue, 04 Aug 2026 15:22:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-05 17:47:10.504101
- Title: Controllable interaction between photons and distant spins via vacuum Rabi oscillations
- Title（参考訳）: 真空ラビ振動による光子と遠方スピンの制御可能な相互作用
- Abstract要約: 2つの空間的に分離された二重量子ドットからなるデバイスは、単一電子スピン量子ビットと超伝導キャビティをホストし、マイクロ波光子を収容する。
各スピンキュービットとキャビティ間の複数の真空ラビ振動を観測する。
結果は、光-物質相互作用の探索や、フォトニックリンクへの対向半導体スピン量子ビットの探索において、ビルディングブロックとして機能する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6481507057926392
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Vacuum Rabi oscillations between a single photon and a single spin demonstrate the capability of harnessing light-matter interaction at the level of a single quantum of energy. Since the observation of strong spin-photon coupling in gate-defined quantum dots, probing this interaction in the time-domain has been a major objective. Here, we carefully engineer a device composed of two spatially separated double quantum dots hosting single electron spin qubits and a superconducting cavity to accommodate microwave photons. We observe multiple vacuum Rabi oscillations between each spin qubit and the cavity. By concatenating vacuum Rabi oscillations involving the two spins, an energy excitation in one qubit can be emitted as a photon and then transferred to the other qubit. When a single photon is emitted, the cavity is prepared in a Fock state, leading to an accelerated vacuum Rabi frequency. These results serve as building blocks not only in exploring light-matter interactions, but also in interfacing semiconductor spin qubits to photonic links.
- Abstract（参考訳）: 1つの光子と1つのスピンの間の真空ラビ振動は、1つのエネルギーの量子レベルにおける光-物質相互作用を利用する能力を示す。
ゲート定義量子ドットにおける強いスピン-光子結合の観測以来、時間領域におけるこの相互作用が大きな目標となっている。
ここでは、単一電子スピン量子ビットを収容する2つの空間的に分離された2つの量子ドットと、マイクロ波光子を収容する超伝導空洞からなるデバイスを慎重に設計する。
各スピンキュービットとキャビティ間の複数の真空ラビ振動を観測する。
2つのスピンを含む真空ラビ振動を連結することにより、一方の量子ビットにおけるエネルギー励起を光子として放出し、もう一方の量子ビットに転送することができる。
単一光子が放出されると、空洞はフォック状態になり、真空ラビ周波数が加速される。
これらの結果は、光-物質相互作用の探索だけでなく、フォトニックリンクへの対向半導体スピン量子ビットにおいても、構築ブロックとして機能する。
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