双量子点—腔耦合系统中非经典态的制备及其性质的研究

发布时间：2024-05-18 02:41

　　在量子信息科学的发展历程中,非经典态的制备一直是非常重要的一个环节。长久以来,人们尝试在原子、光子分子以及半导体量子点等系统中制备非经典态,并将其应用到量子密码学、量子计量学以及量子通信等诸多领域。由于单量子点-腔耦合系统具有更长的相干时间,其高集成度和高稳定性的特征使其成为了单光子源的制备平台。而双量子点-腔耦合系统中存在巨辐射效应,在该系统中有望实现多光子非经典态的制备。基于此,本文给出了一种在双量子点-腔耦合系统中制备多光子非经典态的方案,并且揭示了双量子点对该系统的集合辐射性质,强度-振幅关联以及共振荧光谱等方面的影响。首先,我们利用双量子点-腔耦合系统中腔诱导透明(CIT)效应对单、双光子激发过程的抑制,实现了一种全新的制备多光子非经典态的方案。由于两个量子点的固有频率存在微小的偏差,能级图中产生了一个独立的跃迁通道,此时虽然单、双光子态被CIT效应所抑制,但独立的跃迁通道中任然存在单、双光子布居,导致系统处于巨辐射状态。在巨辐射区域内,尽管二阶关联函数远大于1,系统的光子统计仍然呈现出高阶的非经典效应。通过检验该系统的Klyshko品质因子,我们发现只有三阶及以上的光子数分...

【文章页数】：104 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１二能级腔ＱＥＤ系统示意图

光与??物质的相互作用。ＱＥＤ理论解释了许多有趣的物理现象，例如兰姆位移（Ｌａｍｂ?ｓｈｉｆｔ）??『１８１以及卡西米尔效应（Ｃａｓｉｍｉｒ?ｅｆｆｅｃｔ）?ｎ９］等。１９７７年，随着激光技术的发展，单个原??子与单个光子的耦合得以实现％１，自此开启了量子光学实验的新篇章。??１....

图１．２?几种常见的量子点腔ＱＥＤ系统

??由成千上万个原子组成的，但由于电子在纳米尺度上的量子限制，它具有与单个原子??相类似的光学性质［３４１。量子点通常是通过外延的方法在ＩｎＧａＡｓ材料的表面上生长得到??的『３５１，其尺寸大概在２－ｌＯｎｍ之间，因此它会表现出强烈的量子特性。固态系统中半导??体量子点的出现使得....

图１．３?生长在光子晶体微腔上的单个量子点

博士学位论文??ｄｏｃｔｏｒａｌ?ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ??ａ?０?ＯＨＨＨＢｒ?Ｊ?７?ｎｍ?—，￣＾—，—？＾—，￣??■ＷＰ?ｍｍ：?ｌｅｘｄｔｏｎ?｜－？??？？詩■：」…丨！??ＨＭＩＭＩＭｉｉａｓｇＢ?ｄ??ｊ??ＳＫＢＭａＢＭａｉ?丨９士?ＪＨ??Ｗａｖｅｌｅｎｇ....

图１．４与腔耦合的双量子点（ＤＱＤ）混合系统的光学显微照片

消干涉［４７］。Ｒｅｍｐｅ小组则观测到了具有强烈光子聚束效应的辐射场中的干涉相消现??象［１７１。此外，在量子信息领域，光腔中两个中性原子之间形成的量子逻辑门可以实现??从量子控制非门（Ｃ－ＮＯＴ）到Ｔｏｆｆｏｌｉ门的扩展，这一实验进展为多量子比特节点组成的??量子网络和量子计算....

本文编号：3976336