Запись поляризационного состояния фотона в коррелированные электронные состояния массива квантовых точек

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предложена схема преобразования транспортного фотонного кубита в стационарный кубит, представленный электронными состояниями квантовых точек. Выбор базисных состояний кубита в виде антисимметричных комбинаций возбужденных состояний массива квантовых точек обеспечивает их устойчивость по отношению к процессам фотонной/фононной релаксации. Формирование данных состояний обусловлено взаимодействиями Штарка и Ферстера между электронами, локализованными в квантовых точках. Рассмотрен алгоритм контролируемой трансформации (записи) фотонного состояния в электронные состояния квантовых точек с использованием оптических и электростатических полей. Исследована возможность подстройки частоты электронных переходов в квантовых точках в арсенид-галлиевой наноструктуре с помощью металлических затворов и заряженной иглы кантилевера.

Об авторах

А. В. Цуканов

Физико-технологический институт им. К.А. Валиева РАН

Email: tsukanov@ftian.ru
Россия, 117218, Москва, Нахимовский проспект, 34

И. Ю. Катеев

Физико-технологический институт им. К.А. Валиева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ikateyev@mail.ru
Россия, 117218, Москва, Нахимовский проспект, 34

Список литературы

  1. Нильсен М., Чанг Н. Квантовые вычисления и квантовая информатика. Пер. с англ. М.: Мир, 2006.
  2. Валиев К.А. Квантовые компьютеры и квантовые вычисления // УФН. 2005. Т. 175. С. 3.
  3. Plenio M.B., Vedral V., Knight P.L. Quantum error correction in the presence of spontaneous emission // Phys. Rev. A. 1997. V. 55. Р. 67.
  4. Lidar D.A., Whaley K.B. Decoherence-free subspaces and subsystems. Springer Lecture Notes in Physics. Springer, 2003. V. 622. P. 83.
  5. Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Квантовые операции на зарядовых кубитах с электростатическим управлением в полупроводниковых резонаторах // Микроэлектроника. 2013. Т. 42. С. 246.
  6. Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Квантовые вычисления на квантовых точках в полупроводниковых микрорезонаторах. Часть I // Микроэлектроника. 2014. Т. 43. С. 323.
  7. Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Квантовые вычисления на квантовых точках в полупроводниковых микрорезонаторах. Часть II // Микроэлектроника. 2014. Т. 43. С. 403.
  8. Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Квантовые вычисления на квантовых точках в полупроводниковых микрорезонаторах. Часть III // Микроэлектроника. 2015. Т. 44. С. 79.
  9. Головинский П.А. Влияние эффекта Штарка на резонансный перенос возбуждения между квантовыми точками // ФТП. 2014. Т. 48. С. 781.
  10. Krause P., Tremblay J.C., Bande A. Atomistic simulations of laser-controlled exciton transfer and stabilization in symmetric double quantum dots // J. Phys. Chem. A. 2021. V. 125. P. 4793.
  11. Nazir A., Lovett B.W., Barrett S.D., Reina J.H., Briggs G.A.D. Anticrossings in Förster coupled quantum dots // Phys. Rev. B. 2005. V. 71. P. 045334.
  12. Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Взаимодействие массива одноэлектронных квантовых точек с полем микрорезонатора с учетом кулоновских корреляций // Квант. электрон. 2022. Т. 52. С. 474.
  13. Liu H., Fujisawa T., Inokawa H., Ono Y., Fujiwara A., and Hirayama Y. A gate-defined silicon quantum dot molecule // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. P. 222104.
  14. Prabhakar S., Raynolds J.E. Gate control of a quantum dot single-electron spin in realistic confining potentials: Anisotropy effects // Phys. Rev. B. 2009. V. 79. P. 195307.
  15. Bednarek S., Szafran B., Adamowski J. Theoretical description of electronic properties of vertical gated quantum dots // Phys. Rev. B. 2001. V. 64. P. 195303.
  16. Rahman S., Gorman J., Barnes C.H.W., Williams D.A., and Langtangen H.P. Finite-element analysis of a silicon-based double quantum dot structure // Phys. Rev. B. 2006. V. 73. P. 233307.
  17. Larionov A.A., Fedichkin L.E., Kokin A.A., Valiev K.A. The nuclear magnetic resonance spectrum of 31P donors in a silicon quantum computer // Nanotechnology. 2000. V. 11. P. 392.
  18. Цуканов А.В. Принцип измерения электронной населенности квантовой точки с помощью однофотонного транзистора на основе массива квантовых точек // Квант. электрон. 2021. Т. 51. С. 718.
  19. Tsukanov A.V., Kateev I.Yu. Optical measurement of a quantum dot state in a microdisk by a Stark transducer // Laser Phys. Lett. 2022. V. 19. P. 086201.
  20. Lovett B.W., Reina J.H., Nazir A., Briggs G.A.D. Optical schemes for quantum computation in quantum dot molecules // Phys. Rev. B. 2003. V. 68. P. 205319.

© А.В. Цуканов, И.Ю. Катеев, 2023