公募研究 03（平成24年度採択）：

電子スピンのコヒーレント初期化の研究

半導体量子ドット中の電子スピンは量子ビットとして働き、集積性の高い固体量子ビットとして量子演算・量子情報処理への応用に直結している。量子ドット中に局在するために長い緩和時間を持つ電子スピンは、高速で多数回の量子演算を可能にし、量子通信の媒体となる光との整合性が良いスピン量子メモリーとしても働く。本研究は、超短パルス光によるトリオンのコヒーレントスピン操作を通じて、スピン量子演算やスピン量子メモリーのための電子スピンの初期化と操作の研究を格段に進展させることを狙ったものである。

本研究では、1個の電子をドーピングしたチャージチューナブルInP/InGaP量子ドットでの時間分解カー回転により、電子スピンのコヒーレント才差運動を観測し、才差運動の開始の振幅の大きさや向き、円・楕円偏光パルスの楕円率や強度、バンド幅を変えて調べ、シミュレーション計算と比較検討して、電子スピンの初期化と操作の技術を完成させる。次に単一電子スピンのコヒーレント才差運動のヘテロダイン検出時間分解カー回転測定を実現し、単一電子スピンの初期化と操作の技術を完成させる。

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