通过 Zeeman 分辨轻空穴的单电子光激发实现角动量的量子态转移
介观与纳米尺度物理
2019-02-13 v1
摘要
GaAs 量子点中的电子自旋已被用于制造具有高保真度门控和长相干时间的量子比特，这是固态量子计算的必要要素。量子点还可以承载能量适用于光通信的光子量子比特，并展现出有前景的光子-自旋转换。相干界面是通过单对电子和 Zeeman 分辨轻空穴（而非重空穴）的光激发建立的。然而，目前尚未进行单光子到自旋转换的实验。在此，我们报告了在 GaAs 量子点中通过线偏振光的自旋选择性激发产生的单电子自旋的单次读出。在单个量子点中使用光学自旋阻塞法，在双量子点中使用 Pauli 自旋阻塞法，检测了从 Zeeman 分辨轻空穴激子产生的光电子自旋。我们发现，阻塞概率强烈依赖于光子偏振和空穴态（重空穴或轻空穴），表明角动量从单光子向单电子自旋的转移。我们的演示将为进一步研究基础量子物理（如各种量子系统之间的量子纠缠）以及量子网络技术的应用开辟道路。
引用
@article{arxiv.1805.05147,
title = {Quantum state transfer of angular momentum via single electron photo-excitation from a Zeeman-resolved light hole},
author = {Kazuyuki Kuroyama and Marcus Larsson and Jo Muramoto and Kentaro Heya and Takafumi Fujita and Giles Allison and Sascha R. Valentin and Arne Ludwig and Andreas D. Wieck and Sadashige Matsuo and Akira Oiwa and Seigo Tarucha},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.05147},
year = {2019}
}