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Double Quantum Dot Floquet Gain Medium

机译：双量子点浮球增益中

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Strongly driving a two-level quantum system with light leads to a ladder of Floquet states separated by the photon energy. Nanoscale quantum devices allow the interplay of confined electrons, phonons, and photons to be studied under strong driving conditions. Here, we show that a single electron in a periodically driven double quantum dot functions as a “Floquet gain medium,” where population imbalances in the double quantum dot Floquet quasienergy levels lead to an intricate pattern of gain and loss features in the cavity response. We further measure a large intracavity photon number n c in the absence of a cavity drive field, due to equilibration in the Floquet picture. Our device operates in the absence of a dc current—one and the same electron is repeatedly driven to the excited state to generate population inversion. These results pave the way to future studies of nonclassical light and thermalization of driven quantum systems.
机译：用光强烈驱动两级量子系统会导致被光子能量隔开的浮球状态阶梯。纳米级量子器件允许在强驱动条件下研究受限电子，声子和光子的相互作用。在这里，我们显示了周期性驱动的双量子点中的单个电子起“浮球增益介质”的作用，其中双量子点浮球准能级中的种群不平衡导致腔响应中复杂的增益和损耗特征模式。由于浮球图像的平衡，我们在没有腔驱动场的情况下进一步测量了大的腔内光子数n c。我们的设备在没有直流电流的情况下运行-一个相同的电子反复被驱动到激发态以产生粒子数反转。这些结果为非经典光和驱动量子系统的热化的未来研究铺平了道路。

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