基于循环光学过渡的量子点自旋相干控制

固态自旋作为从 stationary qubits 到单光子的接口，在量子通信技术中表现出巨大的潜力。半导体量子点拥有优异的光学相干性，当耦合到光子结构时几乎实现了100%的收集效率，并且具备用于量子存储的长寿命自旋。然而，几乎所有固态发射器都面临一个挑战：在实现光学自旋控制和单次读出同时操作的兼容性问题。为克服这一困难，我们利用轻孪态混合在Faraday配置下负电重孪态激子中实现高度非对称的lambda系统。通过补偿由不平等耦合到Raman控制场引起的GHz量级差分Stark位移，并进行核自旋冷却，我们实现了对电子自旋量子比特的量子控制，其$\pi$-脉冲对比度达97.4%，同时保持自旋选择性光学过渡，循环性达409。我们对两种量子点（GaAs和InGaAs）均演示了该方案，并表明其与核量子存储的运行兼容。我们的ethods thus enables repeated emission of indistinguishable photons together with qubit control, as required for single-shot readout, photonic cluster-state generation, and quantum repeater technologies.这种方法为单次读出、光子簇态生成和量子中继技术所需的重复产生不可区分光子以及量子比特控制提供了可能。