Recording the Polarization State of a Photon in the Correlated Electronic States  of an Array of Quantum Dots

A. V.  Tsukanov; Цуканов А. В.; I. Yu. Kateev; Катеев И. Ю.

doi:10.31857/S054412692370028X

Recording the Polarization State of a Photon in the Correlated Electronic States of an Array of Quantum Dots

作者: Tsukanov A.¹, Kateev I.¹
隶属关系:
1. Valiev Institute of Physics and Technology, Russian Academy of Sciences
期: 卷 52, 编号 3 (2023)
页面: 183-199
栏目: КВАНТОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
URL: https://journals.rcsi.science/0544-1269/article/view/138556
DOI: https://doi.org/10.31857/S054412692370028X
EDN: https://elibrary.ru/UCJOGB
ID: 138556

如何引用文章

全文:

开放存取

##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问

订阅存取

详细
作者简介
参考
补充文件
统计

详细

A scheme is proposed for converting a transport photonic qubit into a stationary qubit represented by the electronic states of quantum dots (QDs). The choice of the basis states of a qubit in the form of anti-symmetric combinations of the excited states of an array of QDs ensures their stability with respect to pho-ton/phonon relaxation processes. The formation of these states is due to the Stark and Förster interactions between electrons localized in the QDs. An algorithm for the controlled transformation (recording) of a pho-ton state into the electronic states of QDs using optical and electrostatic fields is considered. The possibility of tuning the frequency of the electronic transitions in the QDs in a gallium arsenide nanostructure using metal gates and a charged cantilever needle is studied.

关键词

quantum dot, charge qubit, Förster effect, microresonator, Poisson equation

作者简介

A. Tsukanov

Valiev Institute of Physics and Technology, Russian Academy of Sciences

Email: tsukanov@ftian.ru
Moscow, 117218 Russia

I. Kateev

Valiev Institute of Physics and Technology, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: ikateyev@mail.ru
Moscow, 117218 Russia

参考

Нильсен М., Чанг Н. Квантовые вычисления и квантовая информатика. Пер. с англ. М.: Мир, 2006.
Валиев К.А. Квантовые компьютеры и квантовые вычисления // УФН. 2005. Т. 175. С. 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.
Lidar D.A., Whaley K.B. Decoherence-free subspaces and subsystems. Springer Lecture Notes in Physics. Springer, 2003. V. 622. P. 83.
Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Квантовые операции на зарядовых кубитах с электростатическим управлением в полупроводниковых резонаторах // Микроэлектроника. 2013. Т. 42. С. 246.
Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Квантовые вычисления на квантовых точках в полупроводниковых микрорезонаторах. Часть I // Микроэлектроника. 2014. Т. 43. С. 323.
Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Квантовые вычисления на квантовых точках в полупроводниковых микрорезонаторах. Часть II // Микроэлектроника. 2014. Т. 43. С. 403.
Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Квантовые вычисления на квантовых точках в полупроводниковых микрорезонаторах. Часть III // Микроэлектроника. 2015. Т. 44. С. 79.
Головинский П.А. Влияние эффекта Штарка на резонансный перенос возбуждения между квантовыми точками // ФТП. 2014. Т. 48. С. 781.
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.
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.
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.
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.
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.
Bednarek S., Szafran B., Adamowski J. Theoretical description of electronic properties of vertical gated quantum dots // Phys. Rev. B. 2001. V. 64. P. 195303.
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.
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.
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.
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.
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.