半导体-压电异质结构中巨大的电子介导声子非线性

半导体-压电异质结构中巨大的电子介导声子非线性

半导体-压电异质结构中巨大的电子介导声子非线性 现代科学技术中,信息处理的效率和确定性是决定其应用潜力的关键。光学频率上的非线性光子相互作用已经在经典和量子信息处理上展示了巨大的突破。而在射频范围内,非线性声子相互作用也同样有潜力带来革命性变化。本文通过异质集成高迁移率半导体材料,展示了一种能够有效增强确定性非线性声子相互作用的方法。 研究背景 作者开展这项研究的原因在于目前非线性声子相互作用的材料非常有限,不能通过材料本质上的声子非线性实现高效率的频率转换。尽管一些材料(例如铌酸锂)已经展示了一些电-声效应和非线性压电效应,实现了三波和四波混频过程,但仍未达到高效的频率转换。因此,该研究旨在通过半导体材料的引入,增强声子-电子混合效应,提升非线性声子相互作用的强度和效率。 研究来源和作者背...

重洞自旋量子比特的最佳工作点及其高各向异性噪声灵敏度

重洞自旋量子比特的最佳工作点及其高各向异性噪声灵敏度

德国重洞自旋量子比特的最佳工作点及其高各向异性噪声灵敏度 背景与动机 量子计算机(quantum computer)的发展在解决复杂问题上前景非常广阔。然而,构建一个容错的量子计算机需要集成大量具有高度相干性的量子比特(qubit)。自旋量子比特,特别是基于德国锗(Germanium, Ge)量子阱中的孔量子比特,因其具有低噪声环境、高效控制和制造难度低等优点,逐渐受到重视。然而,在操控这些量子比特的过程中,经常会遇到由电场引起的g-张量(g-tensor)各向异性引发的去相干和操控难题。 值得注意的是,重洞(heavy hole)在这些自旋量子比特中的作用显得尤为重要。重洞自旋量子比特不仅具有快速和高保真度的操作,还能够通过电场实现快速可扩展的量子比特控制。然而,驱动量子比特和退相干机制的...

可编程拓扑光子芯片

可编程拓扑光子芯片

可编程拓扑光子芯片的研究进展 研究背景 近年来,拓扑绝缘体(Topological Insulators, TI)在物理学界引起了极大的关注,其丰富的物理机制和拓扑边界模式的潜在应用使得这一领域迅速发展。自量子霍尔效应(Quantum Hall Effect)的发现以来,拓扑相(Topological Phase)的研究经历了巨大的进步,涉及到维度性、对称性、非厄米性以及缺陷等多方面的内容。当拓扑学与光子学相遇时,拓扑光子学领域迅速崛起,成为一个独立的研究方向,革命性地推动了光学科学和技术的发展。拓扑光子学系统提供了噪声小、晶格几何约束少、光学材料多样性大、光学设备可控性高以及广泛适用的非线性光学效应等诸多优势。 研究问题 尽管拓扑光子设备展现了大量的拓扑现象及其实用性的潜在应用,例如拓扑光...