量子点中核自旋与腔或行波场的接口

我们展示了如何实现光场与单个带电量子点中极化核自旋之间的量子接口，该量子点与高精细度光学腔强耦合。通过绝热消除（远失谐的）激子和电子态，获得了腔与核自旋之间的有效直接耦合。研究了将腔或行波场的量子比特和连续变量态映射到集体核自旋所需的条件：对于腔场，我们考虑绝热通道过程来转移态。可以看出，要实现量子接口，需要显著提高腔寿命，超出当前技术水平。然后，我们转向一种将原子核与腔输出场耦合的方案，该方案可以容忍显著更短的腔寿命。我们表明，文献中报道的寿命以及最近实现的约90%的核极化允许在核自旋和输出场之间进行高保真度的量子信息读出和写入。我们讨论了该方案的性能，并为高度极化自旋的原子核的偶极动力学提供了便捷的描述，证明该过程不影响我们协议的性能。