JP5526200B2 - 量子メモリ - Google Patents
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Description
この出願は、2011年10月28日にファイルされた、英国特許出願第1118764.8号からの優先権の利益に基づいていて、かつその利益を要求し、出願の全内容は参照によってここに組み込まれる。
前記分子は、第1レイヤに提供される第1量子ドットと、第2レイヤに提供される第2量子ドットと、を具備し、前記第1レイヤ及び前記第2レイヤはバリヤーレイヤによって分離されていて、前記第2レイヤは前記第1レイヤの上に配置され、
前記励起子は、前記量子ドット分子での電子及び正孔の束縛状態を具備し、前記励起子のスピン状態は前記量子ビットを形成し、
電場が前記量子ドット分子を横切って提供されるために、前記第1電気接点は前記第1量子ドットの下で提供され、第2電気接点は前記第2量子ドットの上に提供され、
前記電源は、前記量子ドット分子を横切って電場を印加するように構成された複数の電気接点に接続され、
前記電源コントローラーは、量子ドット分子を横切る電場を調整するように構成され、その結果、量子ドット分子における励起子は、励起子の電子及び正孔が同じ量子ドットにある直接配置と、電子及び正孔が量子ドット分子の異なった量子ドットに位置する間接配置と、の間で切り換えられ、
前記電源コントローラーは、情報取得回路とタイミング回路を具備し、前記情報取得回路は、前記励起子の微細構造スプリッティングと印加された電場との間の関係に関する情報を取得するように構成され、
前記タイミング回路は、微細構造スプリッティングから導かれる所定回数で間接配置から直接配置への励起子の切り換えを許可するように構成される。
量子ビットの初期化に適した電場は、励起子が生成される際に印加され、この電場では最低エネルギー励起子状態が短い寿命を有する直接励起子配置に対応し、電子及び正孔の両方は同じ量子ドットに閉じ込められる。
量子ビット格納に適した電場は、励起子が初期化された後直ちに印加され、この電場では最低エネルギー励起子状態は、長い寿命を有する間接励起子配置に対応し、電子及び正孔は、異なる量子ドットに閉じ込められ、電場の切り換えの間に励起子配置は直接から間接へ変化する。
励起子のスピン状態に格納される量子情報が検索されることになっている場合には、量子ビット読み出しに適した電場が印加され、この電場では、最低エネルギー励起子状態は、短い寿命を有する直接励起子配置に対応し、電子と正孔の両方は同じ量子ドットに閉じ込められ、電場の切り換えの間に励起子配置は間接から直接へ変化する。
前記方法は、以下を具備する。
前記量子ドット分子にある励起子が直接配置から間接配置へ移動することを可能にするのに適した電場を印加し、(ここで、直接配置では電子及び正孔は複数の量子ドットの内の1つに位置し、間接配置では前記励起子の電子は1つの量子ドットに位置し、前記励起子の正孔は他の量子ドットに位置する)
前記量子ドット分子における励起子の微細構造スプリッティングと、印加された電場との関係に関する情報を取得し、
所定の時に、間接配置から直接配置へ励起子を移動させるように構成される別の電場を印加すること(ここで、所定の時は、微細構造スプリッティングから導き出される)。
励起子が直接配置での量子ドット分子で初期化された場合に前記量子ドット分子にわたる第1電場と(ここで初期化の間、励起子は量子ドットで生成される)、
前記量子ドット分子にわたる第2電場と(この場では最低エネルギー励起子状態は間接励起子配置に対応する)、
前記励起子の前記スピン状態に格納された量子情報の読み出しを可能にするように構成される、前記量子ドット分子にわたる第3電場と(前記第3電場では、最低エネルギー励起子状態は直接励起子配置に対応する)。
T=h/|S|
ここで、hがプランク定数であり、|S|は微細構造スプリッティングである。
Claims (11)
- 量子ビット状態を格納する方法であって、前記量子ビット状態は、量子ドット分子内の励起子スピン状態として格納され、前記励起子は電子及び正孔の束縛状態を具備し、前記分子は、第1レイヤに提供される第1量子ドットと、第2レイヤに提供される第2量子ドットとを具備し、前記第1レイヤ及び前記第2レイヤはバリヤーレイヤによって分離され、前記第2レイヤは前記第1レイヤの上に配置され、
前記方法は、
前記量子ドット分子にある励起子が直接配置から間接配置へ移動することを可能にするのに適した第1電場を印加することと、
ここで、直接配置では電子及び正孔は複数の量子ドットの内の1つに位置し、間接配置では前記励起子の電子は1つの量子ドットに位置し、前記励起子の正孔は他の量子ドットに位置していて、
前記量子ドット分子における励起子の微細構造スプリッティングと、印加された電場との関係に関する情報を取得することと、
予め定義された時に、間接配置から直接配置へ励起子を移動させる別の電場を印加することと、を具備し、
前記予め定義された時は、前記微細構造スプリッティングから導き出される方法。 - 励起子が直接配置での量子ドット分子で初期化された場合に前記量子ドット分子を横切って第1電場を印加し、
ここで初期化の間、励起子は前記量子ドットで生成され、
前記量子ドット分子を横切って第2電場を印加し、
ここでこの場では最低エネルギー励起子状態は間接励起子配置に対応し、
前記励起子の前記スピン状態に格納された量子情報の読み出しを可能にする、前記量子ドット分子を横切って第3電場を印加することをさらに具備し、
ここで前記第3電場では最低エネルギー励起子状態は直接励起子配置に対応する、請求項1の方法。 - 前記情報を取得することは、前記励起子の前記微細構造スプリッティングを、印加された前記電場に関連づけるデータを含んでいるメモリに接続することである、請求項1の方法。
- 前記量子ドット分子に既知のスピン状態の励起子を光学的に励起する請求項1の方法。
- 量子ビット初期化に適した前記電場で、最低エネルギー励起子状態より大きな、整数のフォノンエネルギーである光子エネルギーを有している請求項4の方法。
- 量子ビット初期化に適した前記電場で、最低エネルギー励起子状態に等しい光子エネルギーを有している請求項4の方法。
- 前記量子ドット分子は、光キャビティの光モードが、周波数及び空間形状の両方の点からみて、光パルスに一致し、かつ、前記量子ドット分子が前記キャビティのアンチノードに位置するように、前記キャビティに配置される請求項4の方法。
- 出力された複数の光子の放射及び偏光を測定する請求項1の方法。
- 励起子エネルギーは2つの前記量子ドットで異なる請求項1の方法。
- 前記電場を印加することは、10μeVより下の微細構造スプリッティングを維持する請求項1の方法。
- 前記状態を読み出すために、前記状態を初期化するためと同様の場を印加する請求項1の方法。
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