Coherent transfer in single photon and single electron spin coupled systems

单光子和单电子自旋耦合系统中的相干传输

• 批准号: 21244046
• 负责人: OIWA Akira
• 金额: $ 28.87万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21244046/
• 关键词: 半導体; 量子ドット; 量子情報技術; 光子－スピン量子インターフェース; 回路量子電気力学; メゾスコピック系・局在; 光子-スピン量子インターフェース

In this project, we have studied the coherent transfer from single photons to single electron spins in quantum dots towards constructing global quantum network and application to the quantum repeater enabling long distance communication. First, we have fabricated quantum dots using quantum well structures designed by obeying the theoretical proposal and characterized the g-factor of these quantum dots. Then, we have found that the quantum dots that satisfy the coherent transfer condition have been realized. In these quantum dots, we have demonstrated the single photoelectron detection using resonant interdot tunneling and significant improvement in the detection reliability. Moreover, by combining this single photon detection scheme to the Pauli rule in two electron system, we have successfully realized the detection of single photoelectron spin with high distinguishability more than 90%. These achievements offer great steps towards coherent transfer.

在本项目中，我们研究了量子点中从单光子到单电子自旋的相干转移，以构建全局量子网络并应用于实现长距离通信的量子中继器。首先，我们利用量子阱结构制备了量子点，并表征了这些量子点的g因子。然后，我们发现满足相干传输条件的量子点已经实现。在这些量子点中，我们已经证明了使用共振点间隧穿的单个光电子检测和检测可靠性的显着改善。此外，将这种单光子探测方案与两电子体系的泡利规则相结合，成功地实现了单光子自旋的探测，并获得了90%以上的高可分辨性。这些成就为实现协调一致的转移迈出了重要的一步。

项目成果

Control of supercurrent in a self-assembled InAs quantum dot Josephson junction by electrical tuning of level overlaps

通过电调谐能级重叠控制自组装 InAs 量子点约瑟夫森结中的超电流

• DOI: 10.1063/1.4719072
• 发表时间: 2012
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Y. Kanai;R. S. Deacon;A. Oiwa;K. Yoshida;K. Shibata;K. Hirakawa;and S. Tarucha
• 通讯作者: and S. Tarucha

ポテンシャル傾斜調整による量子ドット-エッジチャネル間スピン依存伝導の電気的制御

通过调整电位梯度对量子点和边缘通道之间的自旋相关传导进行电控制

• 发表时间: 2013
• 作者: K. Asahi;T. Furukawa;H. Ueno;et al;木山治樹，藤田高史，寺岡総一郎，大岩顕，樽茶清悟
• 通讯作者: 木山治樹，藤田高史，寺岡総一郎，大岩顕，樽茶清悟

高電圧を印加した近接量子ポイントコンタクトによる量子ドットのスピンに依存したクーロンピークの変化

由于量子点与施加的高电压紧密接触，量子点的自旋相关库仑峰变化

• 发表时间: 2010
• 作者: 井上敦文;山本倫久;大岩顕;樽茶清悟
• 通讯作者: 樽茶清悟

Quantum information conversion from single photons to single electron spin in quantum dots

量子点中从单光子到单电子自旋的量子信息转换

• 发表时间: 2010
• 作者: A. Oiwa;S. Tarucha
• 通讯作者: S. Tarucha

A novel spin based qubit in quantum dots coupled to a superconducting resonator

与超导谐振器耦合的量子点中新型自旋量子位

• 发表时间: 2010
• 作者: G.Allison;A.Oiwa;S.Kumar;D.DiVincenzo;M.Ketchen;K.Hirakawa;H.Takanavagi;S.Tarucha
• 通讯作者: S.Tarucha