腔介导双量子点量子比特相干反馈网络的动力学研究

本文旨在对一种相干反馈网络进行全面研究，其主要组成部分由两个遥远的双量子点（DQD）量子比特构成，这些量子比特直接与一个腔耦合。该主要组件近来已在物理上实现（van Woerkom 等，Microwave photon-mediated interactions between semiconductor qubits，Physical Review X，8(4):041018，2018）。反馈环通过将此主要组件与分束器级联而闭合。我们从三个角度研究该相干反馈网络的动力学。首先，推导了由单光子态驱动时网络输出单光子态的解析形式；特别地，观察到相干反馈显著延长了输入单光子与网络之间的相互作用。其次，当网络由单光子输入态驱动时，计算了 DQD 量子比特的激发概率。此外，若输入为真空但两个 DQD 量子比特之一初始化为其激发态，则推导了网络状态的显式表达式，特别地，表明若两个 DQD 量子比特的跃迁频率相等，输出场与两个 DQD 量子比特可形成纠缠态。最后，获得了脉冲形状的精确形式，借此单光子输入可在任意可控时刻完全激发这两个 DQD 量子比特之一，这可能有助于构建 $2$-量子比特量子门。