Ελεγχόμενη διάδοση ακτινοβολίας σε νανοδομές: οπτικά ελεγχόμενη δημιουργία σύμπλεκτων καταστάσεων

Abstract

The focus of this study is, to use Quantum Optical control methods to manipulatethe quantum states of nanostructures, in a useful way for Quantum Information research. We use the Semiconductor Quantum Dot (SQD) as the basic nanostructure, embedded in some other nanostructure that helps control the SQD states. The main objective of the manipulation in this work is to create entangled states.In particular, we show that significant values of entanglement can be achieved in two realistic system-models: an SQD in a microcavity and two SQDs mediated by a metal nanoparticle. Secondly, we show that universal quantum gates can be constructed using the systems under study.

Σε αυτήν την εργασία χρησιμοποιήσαμε μεθόδους Κβαντικού Οπτικού ελέγχου (Quantum Optical control), για να χειριστούμε τις κβαντικές καταστάσεις νανοδομών με τρόπο χρήσιμο για έρευνα Κβαντικής Πληροφορίας. Χρησιμοποιούμε Ημιαγώγιμες Κβαντικές Τελείες (SQD) ως τη βασική μας νανοδομή. Τις εμβαπτίζουμε σε περιβάλλον άλλων νανοδομών τέτοιο που να ενισχύει τον έλεγχο των καταστάσεων. Ο κύριος στόχος του ελέγχου στην παρούσα εργασία είναι η δημιουργία σύμπλεκτων καταστάσεων (entangled states). Συγκεκριμένα, δείχνουμε ότι μπορεί να επιτευχθεί σύμπλεξη καταστάσεων σημαντικού βαθμού σε δύο ρεαλιστικά μοντέλα που μελετήσαμε: μια κβαντική τελεία σε οπτική μικρο-κοιλότητα και δύο κβαντικές τελείες συζευγμένες με μεταλλικό νανοσωματίδιο. Δευτερεύοντος, δείχνουμε ότι με τα μοντέλα αυτά, μπορούν να υλοποιηθούν καθολικές κβαντικές πύλες (universal quantum gates).