量子点-腔 QED 中声子诱导退相干：极化子主方程的局限性
介观与纳米尺度物理
2020-02-06 v1
摘要
嵌入光学微腔中的半导体量子点（QD）是量子信息处理中具有重要基础意义的系统。在这类应用中量子相干的优化至关重要，需要深入理解相关的退相干机制。我们在此对纵向声学声子耦合的 QD-腔系统的流行理论处理进行批判性评述，将预言与近期获得的精确解进行比较。在本评述中，我们考虑了一系列温度和激子-腔耦合强度。将极化子 Nakajima-Zwanzig（NZ）和 time-convolutionless（TCL）主方程，以及为适应绝热连续波激发（CWE）而对前者修改的版本的预言，与基于 Trotter 分解（TD）定理的渐近精确解进行比较。NZ 和 TCL 实现先对哈密顿量作极化子变换，随后将激子-腔耦合处理到二阶，相对于单独的极化子变换并未提供显著的精度提升。CWE 改版则有显著改进，捕捉到吸收谱的宽带特征（NZ 和 TCL 实现中不存在）。我们将此差异归因于马尔可夫近似的影响，尤其是其在脉冲激发机制中的不适用性。然而，即便 CWE 改版，在高温（50 K）和强激子-腔耦合（g ≳ 0.2 meV）区间也会失效。TD 解的计算复杂度与上述主方程方法相当，却在更高温度及宽泛的激子-腔耦合强度范围（至少至 g=1.5 meV）内保持准确。
引用
@article{arxiv.2002.01912,
title = {Phonon-induced dephasing in quantum dot-cavity QED: Limitations of the polaron master equation},
author = {A. Morreau and C. Joshi and E. A. Muljarov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.01912},
year = {2020}
}