論文の概要: Spin-to-polarization mapping with a coherent quantum dot-cavity receiver

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.03910v1
• Date: Thu, 03 Sep 2026 14:27:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-04 18:28:39.104171
• Title: Spin-to-polarization mapping with a coherent quantum dot-cavity receiver
• Title（参考訳）: コヒーレント量子ドットキャビティレシーバを用いたスピン-偏極マッピング
• Abstract要約: 低ノイズ帯電量子ドット-マイクロピラーキャビティデバイスに存在するスピン誘起Kerr回転を利用して、このようなシグネチャの実験的なシグネチャを示す。 我々の研究は、スピンと散乱光子の偏光の間の1対1マッピングを利用する決定論的論理ゲートへの道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Coherent light-matter interfaces controllably modifying the state of a photon upon interaction with a stationary qubit are a key resource for implementing deterministic entangling gates for optical quantum technologies. This requires a one-to-one mapping between the state of the scattered photon and that of the embedded qubit. Here, we present an experimental signature of such a bijection by leveraging the spin-induced Kerr rotation present in a low-noise charged quantum dot-micropillar cavity device. Through time-resolved polarization measurements, we project the electron spin to one of its eigenstates with $95\pm2\%$ fidelity with a single reflected photon detection, and follow the subsequent spin relaxation through the detection of a second reflected photon. We demonstrate that, after a transient regime governed by the trion radiative lifetime, two orthogonal polarization states can be produced, each associated to a given spin eigenstate. While the current results are limited by a timescale competition between electron spin relaxation and trion radiative lifetime, they could be improved using hole spins displaying increased relaxation times. Our work paves the way towards deterministic logic gates exploiting this one-to-one mapping between a spin and the polarization of a scattered photon.
• Abstract（参考訳）: 定常量子ビットとの相互作用によって光子の状態を制御的に変化させるコヒーレント光物質界面は、光量子技術のための決定論的エンタングゲートを実装するための鍵となる資源である。 これは散乱光子の状態と埋め込み量子ビットの状態を1対1でマッピングする必要がある。 ここでは、低ノイズ帯電量子ドット-マイクロピラーキャビティデバイスに存在するスピン誘起Kerr回転を利用して、そのようなビジェクションの実験的なシグネチャを示す。 時間分解偏光測定により、電子スピンは1つの反射光子検出で9,5\pm2\%$忠実度を持つ固有状態の1つに投射され、その後、第2反射光子検出によってスピン緩和される。 トリオンの放射寿命によって支配される過渡的な状態の後、2つの直交分極状態が生成され、それぞれが与えられたスピン固有状態に関連付けられることを示した。 現在の結果は、電子スピン緩和とトリオン放射寿命のタイムスケールの競合によって制限されているが、緩和時間の増大を示すホールスピンを用いて改善することができる。 我々の研究は、スピンと散乱光子の偏光の間の1対1マッピングを利用する決定論的論理ゲートへの道を開いた。

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