Admitância quântica além adiabática de um ponto quântico semicondutor em altas frequências: repensando a reflectometria como dinâmica de Polaron

Admitância quântica além adiabática de um ponto quântico semicondutor em altas frequências: repensando a reflectometria como dinâmica de Polaron

Carimbo de hora: 21 de março de 2024 6h25

L.Peri1,2, GA Oakes1,2, L. Cochrane1,2, CJB Ford1e MF González-Zalba2

1Laboratório Cavendish, Universidade de Cambridge, JJ Thomson Avenue, Cambridge CB3 0HE, Reino Unido
2Quantum Motion, 9 Sterling Way, Londres N7 9HJ, Reino Unido

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Sumário

Os pontos quânticos semicondutores operados dinamicamente são a base de muitas tecnologias quânticas, como sensores quânticos e computadores. Assim, modelar suas propriedades elétricas em frequências de micro-ondas torna-se essencial para simular seu desempenho em circuitos eletrônicos maiores. Aqui, desenvolvemos um formalismo de equação mestra quântica autoconsistente para obter a admitância de um túnel de pontos quânticos acoplado a um reservatório de carga sob o efeito de um banho de fótons coerente. Encontramos uma expressão geral para a admitância que captura o conhecido limite semiclássico (térmico), juntamente com a transição para os regimes de vida útil e de ampliação de potência devido ao aumento do acoplamento ao reservatório e à amplitude do impulso fotônico, respectivamente. Além disso, descrevemos dois novos regimes mediados por fótons: alargamento de Floquet, determinado pela cobertura dos estados QD, e alargamento determinado pela perda de fótons no sistema. Nossos resultados fornecem um método para simular o comportamento de alta frequência de QDs em uma ampla faixa de limites, descrever experimentos anteriores e propor novas explorações de interações QD-fótons.

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Imagem em destaque: Dinâmica de uma caixa de elétron único acionada do ponto de vista de circuito, semiclássico e mecânica quântica (Floquet)

Resumo popular

Os pontos quânticos semicondutores operados dinamicamente são a base de muitas tecnologias quânticas, como sensores quânticos e computadores. Aqui desenvolvemos um formalismo totalmente quântico para um Ponto Quântico acoplado a um Reservatório e impulsionado por um Oscilador de Fótons, incluindo o tempo de vida finito de uma carga no Ponto e as não-idealidades do drive. Encontramos uma solução totalmente analítica para o circuito equivalente do sistema acionado, também no regime de grandes sinais, e prevemos dois novos fenômenos: alargamento do floquet e alargamento da perda de fótons.

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Citado por

[1] Mathieu de Kruijf, Grayson M. Noah, Alberto Gomez-Saiz, John JL Morton e M. Fernando Gonzalez-Zalba, “Medição do aquecimento crioeletrônico usando um termômetro de pontos quânticos local em silício”, arXiv: 2310.11383, (2023).

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