利用循环光学跃迁实现量子点自旋的相干控制

固态自旋系统作为连接静态量子比特与单光子的界面在量子通信技术中极具潜力。半导体量子点具有优异的光学相干性,当与光子结构耦合时能实现接近100%的收集效率,并拥有适合量子存储的长寿命自旋特性。然而,几乎所有固态发射体都面临无法同时执行光学自旋控制和单次量子态读取的兼容性问题。为解决这一难题,该团队利用轻空穴混合效应,在法拉第构型下的负电荷重空穴激子中实现了高度不对称的Λ型能级系统。通过补偿由拉曼控制场非对称耦合引起的千兆赫兹量级微分斯塔克位移,并进行核自旋冷却,该研究团队实现了电子自旋量子比特的精确操控——其π脉冲对比度达97.4%,同时保持循环次数达409次的自旋选择性光学跃迁。这一方案在砷化镓和铟镓砷量子点中均得到验证,并证明可与核量子存储器协同工作。该方法满足了单次读取、光子簇态制备和量子中继器等技术的关键需求,实现了可重复发射不可区分光子与量子比特操控的兼容。
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提交arXiv: 2025-09-17 21:37

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