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声表面波驱动横向发光二极管中单电子输运的单光子发射
摘要： 半导体中电子自旋量子比特之间的长距离量子传输对于实现大规模量子计算电路至关重要。电子自旋到光子偏振的转换是实现自由空间或光纤耦合量子传输的有前途技术。在这项工作中，我们仅使用常规15纳米砷化镓量子阱上的标准光刻技术，在无需自组装量子点的情况下，展示了声学驱动的单电子单光子产生。该器件中，单个电子被表面声波（SAW）的势阱最小值携带，并传输至空穴区域形成激子。随后激子衰变并在100皮秒内产生单个光学光子。这种未经优化的声表面波驱动电致发光，在单电子极限下（原始直方图中g(2)(0)=0.63±0.03）实现了g(2)(0)=0.39±0.05的光子反聚束效应。我们的工作标志着迈向可扩展量子计算架构中电子-光子（自旋-偏振）量子比特转换的第一步。
关键词： 量子计算、砷化镓量子阱、电子自旋量子比特、声表面波、单光子发射
更新于2025-09-23 15:19:57
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受准静态噪声主动解耦的驱动电子自旋量子比特的相干性
摘要： 半导体量子点中电子自旋量子比特的相干性主要受低频噪声影响。过去十年间，人们通过材料工程努力抑制此类噪声，使静止量子比特的自旋退相位时间显著延长。然而，决定控制保真度的自旋操控过程中的环境噪声作用尚不明确。我们展示了一种电子自旋量子比特，其受驱动演化过程中的相干性主要受高频电荷噪声限制，而非任何半导体器件固有的准静态噪声。我们采用反馈控制技术主动抑制后者，在砷化镓量子点中实现了高达99.04±0.23%的π翻转门保真度。研究表明，受驱动演化相干性受拉比频率处纵向噪声限制，其频谱与同位素纯化硅量子比特中观测到的1/f噪声相似。
关键词： 砷化镓量子点、低频噪声、拉比频率、1/f噪声、半导体量子点、π翻转门保真度、同位素纯化硅量子比特、反馈控制技术、高频电荷噪声、电子自旋量子比特
更新于2025-09-19 17:13:59