利用施密特分解实现量子相干辅助下的量子点与光子纠缠

《Physica B: Condensed Matter》：Quantum Coherence-Assisted Quantum Dot-Photon Entanglement via Schmidt Decomposition

　　

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  量子点与自发发射的光子之间的量子纠缠。
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  应用施密特分解方法来描述 dressed-state 对量子纠缠的影响。
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  通过冯·诺依曼熵来计算纠缠程度。
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  预测了纠缠的可调性，这与控制场的失谐以及探测场和控制场的拉比频率有关。

节片

引言

量子纠缠是量子信息科学和量子热力学的核心资源[1, 2]。自从爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）悖论[3]和贝尔定理[4]提出以来，人们已经确信任何局域隐变量理论都无法再现纠缠现象，这一事实也得到了数十年来无漏洞的贝尔实验[5]的验证。因此，在可扩展的固态平台上控制和量化纠缠是实际量子应用中的关键挑战。

理论模型

在这项研究中，我们采用了三级GaAs/AlGaAs双量子点分子作为级联（Ξ）配置的模型量子系统。三级级联系统是产生关联光子和实现相干光控制的经典模型。Qi和Lyyra[31]通过强荧光抑制和相干诱导的粒子数捕获现象观察到了双原子锂级联原子中的EIT（Electrically Induced Transparency）。Khan等人[32]分析了三级梯形量子系统中的dress-state干涉现象。

结果与讨论

所有数值结果均以γ为单位进行归一化；计算过程中使用了方程（11）、（14）、（15）、（16）、（17）、（18）、（19）、（20）、（21）、（22）、（23）的解析预测。图表中的轴范围如下：E_DEG失谐图的范围为±1γ，以分辨共振峰（图3、图4、图5）；特征值图的Ω_c范围为0–4γ，Δ_c范围为0–6γ。其中γ ≈ 10¹² s^-1。

结论

我们首次系统地研究了在光驱动的GaAs/AlGaAs三级级联量子点分子中，利用施密特分解实现相干辅助的量子点-光子纠缠。此处得到的封闭形式dress-state特征值表明，Autler–Townes分裂和级联量子点的纠缠熵具有共同的量子相干起源，这与驱动的三级系统的dress-atom描述是一致的。

CRediT作者贡献声明

Azmat Iqbal Bashir：撰写、审稿与编辑、验证、监督、数据分析、概念构建。Hadisa Abroo：撰写初稿、可视化设计、方法论制定、数据分析、形式化分析

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

Hadisa Abroo|Azmat Iqbal Bashir