量子ドットの輸送・光学特性における超放射現象

量子点输运和光学性质中的超辐射现象

基本信息

批准号：
12J06574
负责人：
奥山倫
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

量子ドットは将来の量子計算機における量子ビットの候補として注目されているデバイスである。報告者は、共通のボソン場と結合した二準位系(量子ビット)の間に自発的にエンタングルメント(量子もつれ)が成長していく超放射現象に着目し、量子計算への応用を想定した研究を行っている。昨年度は半導体二重量子ドット(電荷量子ビット)の非弾性伝導によって、半導体基板の光学フォノンが増幅され、フォノンレーザーやアンチバンチングが実現することを理論的に予言した。今年度は微小機械振動子に埋め込まれた半導体二重量子ドットの電気伝導によって、やはり電気伝導によって増幅されたフォノンの量子状態を観測する方法を理論的に提案した。具体的な方法としては(1)フォノンの生成に用いる二重量子ドットの電流ゆらぎを用いる方法、(2)フォノンの生成に用いる二重量子ドットの近傍に他の二重量子ドットを作成し、フォノン吸収伝導を用いる方法が考えられる。(1)については、フォノンのレーザー発振が実現している場合、二重量子ドットのフォノン放出に対応する電流ピークのまわりで電流ゆらぎが著しく増大し、電流ファノ因子が大きな値をとることがわかった。フォノンのアンチバンチングが生じているとき、このようなふるまいは見られない。(2)については、フォノン吸収に用いる二重量子ドットの電流の値から、生成されているフォノン数の見積もりが得られることがわかった。これらの成果はフォノンを用いた量子情報処理や、量子情報の転送の基礎研究としてきわめて有益であり、今後の研究の進展が期待される。

量子点是在将来的量子计算机中吸引Qubits的候选者的注意力。记者的重点是纠缠（量子纠缠）自发生长在两级系统（量子位）以及共同玻色子场之间的末期现象，并进行旨在用于量子计算的研究。去年，我们从理论上预测，半导体双量子点（带电量子位）的无弹性传导将放大半导体底物的光子声子，从而导致声子激光器和抗堆。今年，我们提出了一种理论上提出的一种观察声子量子状态的方法，该方法也通过嵌入微力机械振荡器中的半导体双量子点的电传导来放大。特定方法包括（1）使用用于生成声子的双量子点的电流波动的方法，（2）在用于生成声子和使用声子吸收传导的双量子点附近创建另一个双重量子点。关于（1），发现当实现声子的激光振荡时，电流波动在与双量子点的声子发射相对应的电流峰附近显着增加，并且当前的Fano因子具有很大的值。当发生声子抗启动时，看不到这种行为。关于（2），发现可以从用于声子吸收的双量子点的电流值中获得对声子数量的估计。这些结果非常有用，因为使用声子和量子信息传输对量子信息处理的基础研究非常有用，并且可以预期进一步的研究将进展。