Laboratories » High Performance Computing Systems Architecture Lab

Основные направления исследований

Основные научные результаты

Публикации за 2020—2021 гг.

 

Цуканов Александр Викторович
Цуканов Александр Викторович

Руководитель лаборатории  – д.ф.-м.н. Цуканов Александр Викторович

a-v-ts@mail.ru;

+7(499) 129-63-45

к.ф.-м.н. Катеев Игорь Юльевич ikateyev@mail.ru

 

 

Основные направления исследований

Разработка способов гибридного (электрического, оптического, механического) управления зарядовыми кубитами на квантовых точках.

Разработка сенсоров на основе фотонных молекул с квантовыми точками моделирование оптических характеристик полупроводниковых микрорезонаторов, оптимизация их структуры.

Исследование эффекта концентрирования фотонов в микрорезонаторе, встроенном в полупроводниковую гетероструктуру с током.

Поиск способов увеличения точности измерения зарядовых кубитов с помощью электронного транспорта в структурах на основе туннельно-связанных квантовых точек исследование влияния кулоновских эффектов высших порядков на точность измерения состояния кубита.

Вычисление времен фононной релаксации зарядового кубита, взаимодействующего с дискретным или квазинепрерывным фононными резервуарами.

Исследование возможности использования оптических и акустических колебательных степеней свободы полупроводниковых наноструктур для переноса квантовой информации между зарядовыми кубитами на основе двойных квантовых точек.

Основные научные результаты

  1. Проведено численное моделирование зависимости спектра поглощения одноэлектронной полупроводниковой двойной квантовой точки, помещенной в микрорезонатор, от структурных параметров, а также зависимости заселенностей ее состояний от времени.
  2. Исследована возможность выполнения двухкубитной операции «C-NOT» в структуре на основе двух полупроводниковых двойных квантовых точек, помещенных в высокодобротный оптический микрорезонатор и управляемых резонансным лазерным полем. Произведен подбор оптимальных параметров системы, при которых время реализации вентиля составляет порядка нескольких сотен пикосекунд.
  3. Проведен теоретический анализ динамики одноэлектронной двойной квантовой точки в оптическом микрорезонаторе с учетом влияния оптических и акустических фононов. Установлено, что оптическая колебательная мода может использоваться в качестве инструмента управления кубитом, аналогично оптической фотонной моде.
  4. Предложена схема определения произвольного чистого состояния зарядового кубита путем измерения величины стационарного тока через одноэлектронный транзистор. Для повышения чувствительности транзистора его рабочая часть формируется из трех квантовых точек.
  5. Предложена схема измерения населенности электронных уровней полупроводниковой квантовой точки, встроенной в многомодовый оптический волновод.
  6. Проведено моделирование спектральных характеристик микродиска в подложке с металлическими затворами. Показано, что можно значительно увеличить отношение “сигнал/шум” данной системы, подбирая параметры структуры так, чтобы излучательная добротность была максимальна.
  7. Рассмотрен спектроскопический подход к измерению зарядового кубита, который помещен в волновод из трех микрорезонаторов (фотонную молекулу).

Публикации за 2020—2021 гг.

  1. Tsukanov A.V., Kateev I.Yu. Quantum chip with the optimized tunnel structure for measuring a charge qubit based on a double quantum dot // Russian Microelectronics. 2020. V. 49. №2. P. 83-100.
  2. Rogachev M.C., Kateev I.Yu., Tsukanov A.V. Single-photon response and microdisk spectroscopy in a diamond substrate // Russian Microelectronics. 2020. V. 49. №4. P. 243-250.
  3. Tsukanov A.V., Kateev I.Yu. Quantum dot polarisation converter in an optomechanical cavity // Quantum electronics. 2020. V. 50. №3. P. 291-298.
  4. Tsukanov A.V., Kateev I.Yu. Polarization converter of single photons on a two-dimensional quantum dot in an optical microresonator // Laser Physics Letters. 2020. V. 17. P. 115204.
  5. Tsukanov A.V., Kateev I.Yu. Photonic molecule with mechanical frequency tuning for the optical measurements of a semiconductor charge qubit // Russian Microelectronics. 2021. V. 50. № 2. P. 75-91.
  6. Tsukanov A.V. Measurements of quantum dot level populations using an optical waveguide // Quantum electronics. 2021. V. 51. № 1. P. 84 – 94.
  7. Tsukanov A.V. Principle of measuring the electron population of a quantum dot using a single-photon transistor based on an array of quantum dots // Quantum electronics. 2021. V. 51. № 8. P. 718 – 726.
  8. Tsukanov A.V., Kateev I.Yu. Mechanical control of the spectrum of a chain of resonators and the organization of remote interaction between quantum dots // Russian Microelectronics. 2021. V. 50. № 6. P. 405-418.
  9. Tsukanov A.V., Kateev I.Yu. Optical measurement of double-dot population using photon transmission via three coupled microresonators // Laser Physics. 2021. V. 31. P. 065201.