과학연구

플라즈몬도파관계에서 하나의 공진기에 결합된 이중극-이중극호상작용하는 두 량자점들의 얽힘

 2024.5.31.

우리는 도파관-량자점-공진기합성계에서 이중극-이중극호상작용(DDI)하는 두 량자점(QD)들의 얽힘을 연구하였다. 두 량자점들사이의 거리가 공진파장과 비슷하다면 두 량자점들사이의 이중극-이중극호상작용은 무시할수 없으며 대단히 중요하다는것은 잘 알려져있다.

그림에 보여준 합성량자계는 플라즈몬도파관, 공동의 공진기에 결합된 두 량자점들로 구성된다

합성량자계의 원리도
그림. 합성량자계의 원리도

합성계의 전체 하밀토니안은 6개 부분으로 분해될수 있다.

수식

두 량자점들의 얽힘에 대한 그것들사이의 이중극-이중극호상작용의 영향이 분석되였으며 입사하는 표면플라즈몬(SP)의 주파수를 조종하여 얽힘절환을 실현하기 위한 방법들이 제안되였다. 두 량자점들의 높은 얽힘상태를 달성하기 위한 가능성이 표면플라즈몬주파수 혹은 량자점-공진기결합세기의 넓은 구역에서 공진기의 공진주파수와 도파관에로의 매 량자점의 결합세기를 포함하는 다른 물리적파라메터들을 적당히 조절함으로써 론증되였다.

특히 우리는 입사주파수와 량자점-도파관결합세기 등의 적당한 값을 가지고 두 량자점들사이의 위상차와 독립인 거의 최대로 얽힌 상태를 발견하였다. 우리가 제안한 합성계에서 공진기에로의 매 량자점의 강한 결합은 량자계산과 량자정보처리에서 리용될수 있는 두 량자점들의 높은 얽힘을 달성하는데서 중요한 역할을 한다.

연구결과는 잡지 《Quantum Information Processing》에 《Entanglement of two quantum dots with dipole-dipole interaction coupled to a cavity in plasmonic waveguide system》(https://doi.org/10.1007/s11128-023-04019-9)의 제목으로 출판되였다.