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【24h】

Photon-to-electron quantum information transfer

机译：光子到电子的量子信息传递

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摘要

Spin is a fundamental property of electrons and plays an important role in information storage. For spin-based quantum information technology, preparation and read-out of the electron spin state must be spin coherent, but both the traditional preparation and read-out of the spin state are projective to up/down spin states, which do not have spin coherence. We have recently demonstrated that the polarization coherence of light can be coherently transferred to the spin coherence of electrons in a semiconductor. We have also developed a new scheme named tomographic Kerr rotation (TKR) by generalizing the traditional KR to directly readout the spin coherence of optically prepared electrons without the need for the spin dynamics, which allows the spin projection measurement in an arbitrary set of basis states. These demonstrations were performed using g-factor-controlled semiconductor quantum wells with precessing and nonprecessing electrons. The developed scheme offers a tool for performing basis-independent preparation and read-out of a spin quantum state in a solid. These results encourage us to make a quantum media converter between flying photon qubits and stationary electron spin qubits in semiconductors.
机译：自旋是电子的基本特性，在信息存储中起着重要作用。对于基于自旋的量子信息技术，电子自旋态的准备和读出必须是自旋相干的，但是传统的自旋态的准备和读出都投影到没有自旋的上/下自旋态连贯性。最近，我们证明了光的偏振相干可以被相干地转移到半导体中电子的自旋相干上。我们还通过推广传统的KR来直接读出光学准备电子的自旋相干性而无需自旋动力学，从而开发了一种名为断层Kerr旋转（TKR）的新方案，从而允许在任意一组基态下测量自旋投影。这些演示是使用具有进动和非进动电子的g因子控制的半导体量子阱进行的。所开发的方案提供了一种工具，用于执行与基础无关的制备和固体中自旋量子态的读出。这些结果鼓励我们在半导体中的飞行光子量子位和静止电子自旋量子位之间建立量子介质转换器。

著录项

  • 来源
    《Journal of Applied Physics》 |2011年第10期|p.68-72|共5页
  • 作者

    Hideo Kosaka;

  • 作者单位

    Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University, Sendai 980-8577, Japan,CREST-JST, 4-1-8 Honcho, Kawaguchi, Saitama 332-0012, Japan;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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