Generazione di luce quantistica con negatività di Wigner regolabile mediante un punto quantico a semiconduttore

Abstract degli autori

Gli stati della luce con funzione di Wigner negativa sono risorse fondamentali per ottenere un vantaggio quantistico nella computazione quantistica ottica a variabili continue. Possono essere prodotti in modo probabilistico mediante conversione di frequenza e rilevazione dei fotoni, oppure in modo deterministico sfruttando la non linearità a singolo fotone di un emettitore quantistico. In questo lavoro generiamo tali stati della luce, con negatività di Wigner regolabile, utilizzando un singolo punto quantico a semiconduttore in una cavità. Il controllo ottico coerente della transizione del punto quantico consente di generare una sovrapposizione quantistica di zero e un fotone. Gli stati quantistici generati vengono caratterizzati punto per punto nello spazio delle fasi mediante misurazione omodina. Si osserva l’emergere della negatività della funzione di Wigner all’aumentare della potenza di eccitazione. Dopo aver corretto per le perdite di raccolta e propagazione, otteniamo fidelità rispetto allo stato ideale e purezze quantistiche superiori al 95%, insieme a una compressione delle quadrature pressoché ottimale. La capacità di generare un’ampia varietà di stati con funzione di Wigner negativa mediante una tecnologia a semiconduttore matura apre prospettive promettenti per le tecnologie quantistiche ottiche a variabili continue.