Admission quantique au-delà de l'adiabatique d'un point quantique semi-conducteur à hautes fréquences : repenser la réflectométrie en tant que dynamique du polaron

Admission quantique au-delà de l'adiabatique d'un point quantique semi-conducteur à hautes fréquences : repenser la réflectométrie en tant que dynamique du polaron

Horodatage: 21 mars 2024 6:25

L. Péri1,2, GA Oakes1,2, L. Cochrane1,2, CJB Ford1, et MF Gonzalez-Zalba2

1Laboratoire Cavendish, Université de Cambridge, JJ Thomson Avenue, Cambridge CB3 0HE, Royaume-Uni
2Quantum Motion, 9 Sterling Way, Londres N7 9HJ, Royaume-Uni

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Abstract

Les points quantiques semi-conducteurs exploités de manière dynamique constituent la base de nombreuses technologies quantiques telles que les capteurs quantiques et les ordinateurs. Par conséquent, la modélisation de leurs propriétés électriques aux fréquences micro-ondes devient essentielle pour simuler leurs performances dans des circuits électroniques plus grands. Ici, nous développons un formalisme d'équation maîtresse quantique auto-cohérent pour obtenir l'admittance d'un tunnel de points quantiques couplé à un réservoir de charge sous l'effet d'un bain de photons cohérent. Nous trouvons une expression générale pour l'admittance qui capture la limite semi-classique (thermique) bien connue, ainsi que la transition vers des régimes d'élargissement de la durée de vie et de la puissance en raison du couplage accru au réservoir et de l'amplitude de l'entraînement photonique, respectivement. De plus, nous décrivons deux nouveaux régimes médiés par les photons : l'élargissement de Floquet, déterminé par l'habillage des états QD, et l'élargissement déterminé par la perte de photons dans le système. Nos résultats fournissent une méthode pour simuler le comportement haute fréquence des QD dans une large gamme de limites, décrivent des expériences antérieures et proposent de nouvelles explorations des interactions QD-photons.

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Image de présentation : Dynamique d'une boîte à électrons unique pilotée d'un point de vue circuit, semi-classique et mécanique quantique (Floquet)

Résumé populaire

Les points quantiques semi-conducteurs exploités de manière dynamique constituent la base de nombreuses technologies quantiques telles que les capteurs quantiques et les ordinateurs. Nous développons ici un formalisme entièrement quantique pour un point quantique couplé à un réservoir et piloté par un oscillateur photonique, incluant la durée de vie finie d'une charge dans le point et les non-idéalités du lecteur. Nous trouvons une solution entièrement analytique pour le circuit équivalent du système piloté, également dans le régime des grands signaux, et prévoyons deux nouveaux phénomènes : l'élargissement de Floquet et l'élargissement de perte de photons.

► Données BibTeX

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Cité par

[1] Mathieu de Kruijf, Grayson M. Noah, Alberto Gomez-Saiz, John JL Morton et M. Fernando Gonzalez-Zalba, « Mesure de l'échauffement cryoélectronique à l'aide d'un thermomètre à points quantiques locaux en silicium », arXiv: 2310.11383, (2023).

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