研究人员在双量子点系统中实现了可调相干布居陷阱

一个研究小组在半导体双量子点（DQD）系统中实现了相干布居陷阱（CPT）

CPT是一种重要的量子干涉现象，在光学实验中首次在三能级原子中观察到。在这种三电平系统中，两个状态耦合到第三中间状态。当驱动场的频率和相位被适当地调谐时，前两个状态形成与中间状态解耦的叠加状态。这种叠加态被称为“暗态”，因为它对探测场没有反应，从而产生了电磁感应透明等有趣的现象

暗态在量子信息处理中有重要应用，但在DQD系统中尚未得到很好的实现。与传统的三能级原子系统不同，DQD的内部结构和动力学可以在没有外部驱动场的情况下实现内在CPT，使其成为一个有前景的量子计算平台

为了在DQD系统中实现CPT，该团队利用了Ge和Si系统中能级的内在特性。在没有任何驱动场的情况下，他们测量了通过泡利自旋阻断（PSB）中DQD的漏电流，并观察到零偏压下电流的显著下降，这表明暗态的形成和CPT的发生。此外，该团队通过对DQD系统应用纵向驱动，展示了选择性地创建暗态和相关CPT过程的能力

该团队还深入研究了纵向驱动场引起的奇偶效应。研究人员观察到，当驱动频率满足一定条件时，电流会表现出与奇数或偶数次谐波相对应的增强或抑制

这一现象为理解和利用CPT提供了新的视角。此外，研究小组发现，通过调整纵向驱动场，可以有效地调制CPT的信号强度和宽度

在DQD系统中实现CPT表明，半导体量子点系统不仅是理解量子干涉的理想平台，也是高精度量子信息处理的有力工具。这项工作清楚地展示了纵向驱动DQD系统的潜在可调性，为半导体量子点系统在量子计算中的实际应用铺平了道路

研究结果发表在《纳米快报》杂志上

该团队由中国科学技术大学（USTC）的郭光灿、郭国平教授和李海鸥教授领导，并与中国科学院物理研究所（CAS）的张建军研究员合作 More information: Yuan Zhou et al, Quantum Interference and Coherent Population Trapping in a Double Quantum Dot, Nano Letters (2024). DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c01781

Journal information: Nano Letters