双激子和浸润层泄漏以及俄歇俘获对量子点Rabi振荡衰减的影响

研究了脉冲激光激发下半导体量子点激子Rabi振荡中多能级过程引起的退相干特性.运用多能级粒子数运动方程组，分别计算和分析了三种多能级过程(双激子、浸润层泄漏以及俄歇俘获过程)对量子点中Rabi振荡衰减的影响.分析表明，双激子的影响在激发脉冲的脉宽较长时(>5ps)可以忽略；浸润层的泄漏虽然使得激子基态上粒子数振荡的振幅随着激发场的增强而减小，但是同时也导致了振荡平均值的减小；分析和讨论了两种俄歇俘获方式对激子振荡和复合发光的影响. 关键词： Rabi振荡 半导体量子点 退相干 俄歇俘获     

初态与纯失相对半导体量子点V型三能级系统拉比振荡的影响

相干光学操控半导体量子点(SQDs)激子态在量子信息、量子计算中具有很重要的应用。通过对影响量子点(QDs)拉比振荡因素的分析,可获得导致量子点体系退相干的物理机制,这为全光操控半导体量子点体系提供了理论依据。线偏振脉冲激光激发自组织InGaAsQDs,运用系统粒子数主方程并结合光学布洛赫矢量推导了单脉冲激发下V型三能级系统激子动力学方程,利用此方程讨论了初始状态及纯失相对拉比振荡的影响。研究表明,可以通过改变系统初态条件和激发场的偏振角对该体系激子拉比振荡的振幅和频率进行调控,可以用纯失相强度相关衰减因子等效地分析V型三能级体系的退相干特性,从而使相关计算得到了简化。     

三维传输子量子比特的退相干参数表征

超导量子比特的退相干时间是决定超导量子计算能否实现的重要指标之一. 文章以三维传输子量子比特(3D transmon)为研究对象, 在氧化硅衬底上制备了三维传输子量子比特, 并在超低温下(10 mK), 采用拉比振荡(Rabi oscillation)、能量弛豫(energy relaxation)、 拉姆齐条纹(Ramsey fringe)、自旋回波(spin echo)的方法, 对其进行了详细的退相干时间常数表征. 结果显示该量子比特的退相干时间在几百纳秒. 根据几种退相干时间的关系进行计算, 可以看出, 低频噪声目前不是影响量子比特退相干的最主要因素, 而氧化硅中的缺陷可能是样品退相干时间的主要瓶颈. 关键词： 三维传输子量子比特 拉比振荡 拉姆齐条纹 自旋回波     

铷原子蒸气中超精细基态的双光子相干操控

二能级量子体系的相干操控对于精密测量和量子信息处理非常重要,如原子钟、原子干涉仪和量子计算等。在实验上观察到相干微波-射频(MW-RF)场驱动下的铷原子超精细基态的双光子Rabi振荡现象。基于塞曼子能级之间热弛豫过程的标定和微波跃迁的测量,清晰地分辨出叠加有热弛豫过程的原子态布居相干振荡。实验测得并详细讨论了广义Rabi频率与中间态失谐和微波/射频功率的关系。当中间态失谐较大时,实验结果与等效二能级理论模型非常吻合;但当中间态失谐较小时,少量原子占据中间态造成实测的Rabi频率偏离理论值。这些结果为二能级量子系统的相干操控提供了有力的理论支持。     

存在内禀退相干时二项式光场中原子的布居数反转

在Milburn内禀退相干模型下,研究了二项式光场与二能级原子相互作用系统中原子的布居数反转,分析了内禀退相干,二项式光场系数和场的最大光子数对原子布居数反转的影响.结果表明,存在内禀退相干时,原子布居数反转出现明显的崩塌-回复现象,随着时间的演化,Rabi振荡的包络值将很快的崩塌到零,并且随着内禀退相干因子的减小,衰减加剧;当内禀退相干因子不变时,二项式光场从相干态过渡到中间态,以及由中间态到数态过程中,原子布居数反转出现明显的崩塌-回复现象,而且Rabi振荡的频率会明显加快;当二项式光场的最大光子数增大时,原子布居差的崩塌-回复现象就会逐渐消失.     

多光子过程中相位退相干时两原子布局数反转

利用全量子理论的方法,研究了存在相位退相干时多光子T-C模型中两个二能级原子与二项式光场相互作用系统中两原子的布居数反转。讨论了相位退相干系数、二项式光场系数、最大光子数、跃迁光子数对原子布居数反转的影响。结果表明：相位退相干减少了原子布居数反转的振幅、破坏了原子的量子特性。改变跃迁光子数,可以改变原子间布居数反转演化周期及演化强度。当二项式光场的最大光子数增大时,原子布居差的崩塌-回复现象就会逐渐消失。相位退相干因子不变时, 二项式光场从相干态过渡到数态过程中,原子布居的振荡频率由大变小,周期性的崩塌与回复现象逐渐消失。     

多光子过程中相位退相干时两原子布局数反转

利用全量子理论的方法,研究了存在相位退相干时多光子T-C模型中两个二能级原子与二项式光场相互作用系统中两原子的布居数反转。讨论了相位退相干系数、二项式光场系数、最大光子数、跃迁光子数对原子布居数反转的影响。结果表明：相位退相干减少了原子布居数反转的振幅、破坏了原子的量子特性。改变跃迁光子数,可以改变原子间布居数反转演化周期及演化强度。当二项式光场的最大光子数增大时,原子布居差的崩塌-回复现象就会逐渐消失。相位退相干因子不变时, 二项式光场从相干态过渡到数态过程中,原子布居的振荡频率由大变小,周期性的崩塌与回复现象逐渐消失。     

LA声子对激子qubit纯退相干的影响

在一个抛物量子点中,以激子的真空态和基态作为量子比特(qubit),采用求密度矩阵元的方法,计算了由形变势下声学声子引发的激子量子比特纯退相干.找到了激子量子比特纯退相干因子对时间、温度和量子点受限长度的依赖关系.研究发现,激子量子比特的退相干因子在2.5ps的时间范围内随时间的增加而迅速增加,其纯退相干时间在ps量级;在温度即使为绝对温度0K时由LA声子引发的退相干依然存在,在温度大于3K后退相干因子随温度的增大而开始迅速增大;并同时发现量子点受限长度对退相干因子有重要影响,激子越受限退相干越快.研究结果表明,对激子量子比特使用适当大小量子点,且保持环境低温,并采用低能超快光学操作可以有效地抑制声子对激子量子比特纯退相干的影响. 关键词： 量子点 量子信息 量子比特     

基于量子点接触的开放双量子点系统电子转移特性

基于量子点接触探测器(QPC)理论上研究了双量子点(DQD)系统在耗散环境和纯退相环境影响下的电子转移特性.结果表明,耗散环境中探测器导致的退相干会增大平均电流和Fano factor随时间演化的值,并观察到量子芝诺效应的存在.在对称的DQD情况下,弛豫减小了平均电流随时间演化的震荡振幅.在非对称的DQD情况下,弛豫降低了Fano factor随时间演化的峰值.纯退相环境中测量会阻碍共隧穿过程中不同电流通道之间的转换,导致Fano factor的极高值.在对称的DQD情况下,增大纯退相速率会提高Fano factor.在非对称的DQD情况下,动力学随时间的演化对纯退相环境不敏感.另外,还发现探测器内n个电子的转移几率只受QPC与DQD耦合的影响.我们的结论可以为实验工作者研究电子输运特性提供理论参考.     

囚禁离子非线性Rabi模型量子场熵演化特性

本文研究了基于单个囚禁离子与两束激光场相互作用的非线性Rabi模型中的纠缠动力学.利用Von-Neumann熵来表征纠缠度.通过数值模拟,详细讨论了Lamb-Dicke参数对量子场熵的影响.在单光子非线性Rabi模型中,随着Lamb-Dicke参数和初始平均光子数的增加,场熵的平均值并不单调增加.在双光子非线性Rabi模型中,场熵的时间演化是周期性振荡的.随着Lamb-Dicke参数的增加,场熵的周期振荡逐渐消失.对于较小的Lamb-Dicke参数,纠缠和退纠缠周期性地出现.