Estudio del entrelazamiento cuántico en un sistema de dos dímeros de puntos cuánticos inmersos en una microcavidad

Abstract

En el presente trabajo se estudiaron las propiedades de emisión de un sistema compuesto por una molécula de dos dímeros de puntos cuánticos inmersos en una microcavidad óptica. Primero se realiza una descripción de un punto cuántico en interacción con radiación de un solo modo de campo desde la perspectiva de Jaynes – Cummings. Luego, se estudia la interacción en un dímero de puntos cuánticos sin campo, para posteriormente, analizar una molécula compuesta por dos dímeros sin campo y finalmente se describe el comportamiento del sistema propuesto, para el cual, se analizan las relaciones de dispersión por medio de los coeficientes de Hopfield, mostrando cuales son los estados más probables del sistema para diferentes parámetros. Se calcula el gap energético como función del “detuning” (desintonia) entre las energías de los dos dímeros que componen el sistema, para el cual se encuentran 5 puntos característicos, qué también son analizados por medio de los coeficientes de Hopfield. Por medio de la ecuación maestra se desarrolla la dinámica disipativa del sistema, que incluye mecanismos de bombeo a la cavidad (P) y pérdida de fotones a través de la cavidad (k). Aquí se obtiene el espectro de emisión por medio del teorema de regresión cuántico. Se calcula el número medio de fotones y la función de correlación de segundo orden, ambos como función de las constantes de interacción del sistema.

Abstract. In the present work the emission properties of a system composed by a molecule of two dimers of quantum dots immersed in an optical microcavity were studied. First a descrip- tion of a quantum dot in interaction with radiation of a single field mode is made from the perspective of Jaynes - Cummings. Then, we study the interaction in a dimer of quantum dots without field, to later analyze a molecule composed of two dimers without field and finally describes the behavior of the proposed system, for which we analyze the dispersion relations by means of The Hopfield coefficients, showing which are the most probable states of the system for different parameters. The energy gap is calculated as a function of the detuning between the energies of the two dimers that make up the system, for which there are 5 characteristic points, which are also analyzed by means of the Hopfield coefficients. By means of the master equation the dissipative dynamics of the system is developed, which includes mechanisms of pumping to the cavity (P) and loss of photons through the cavity (κ). Here the emission spectrum is obtained by means of the quantum regression theorem. The mean number of photons and the second-order correlation function are calculated as a function of the system interaction constants.