Elektroniparilähteet

Elektroniparilähteet ovat laitteita tai järjestelmiä, jotka tuottavat kahden elektronin parin hallitulla tavalla samana ajankohtana ja usein samaan tilaan liittyvinä muuttujina. Tällaiset lähteet ovat erityisen hyödyllisiä kvantti-informaation kokeissa ja elektronisessa fotoniikassa, joissa kaksiparisen, toisiinsa liittyneen tilan hallinta on tärkeää.

Periaate ja toimintalogiikka perustuvat yleisesti kahteen ratkaisumalliin. Yhdessä mallissa Cooper-pari eli suprakondukteerinen elektronipari jaetaan kahteen erilliseen normaalijohtimeen, mustaamalla Andreevin heijastuksen kautta kahden elektronin erottamisen mahdollistava rakenne. Toteutuksissa superjohde (SC) yhdistetään kahteen kvanttipisteeseen (QD1, QD2), joista kummankin on yhteys omaan normaalilähtöön (N1, N2). Toisen mallin, on-demand-emissiossa, käytetään luotettavasti ajoitettuja porttiohjauksia, joiden avulla pari voidaan luovuttaa suunnitellulla aikavälillä, energiatasolla ja mahdollisesti spinin tasoissa. Näissä järjestelmissä pyritään myös parantamaan tilan yhtäaikaisuutta ja tunnistettavuutta.

Rakenteet ja toteutukset vaihtelevat. Yleinen arkkitehtuuri on SC–QD–N -rakenne kahdella rinnakkaisella reitillä, jolloin Cooper-paita voidaan jakaa kahteen eri johtimeen. Nanoviivojen ja materiaalien, kuten InAs/GaS- ja nanoratojen, käyttö on yleistä, ja voidaan käyttää somaattisesti säätöjä, kuten Ohijoiden pulssien kesto ja energia. Mahdollisia mittareita ovat toisen kertaluvun korrelaatiot, cross-correlation-mittaukset ja Bell-tilaukset, jotka osoittavat parin epäavorreitua (entanglattua) luonnetta.

Sovellukset kattavat kvantti-informaation käsittelyn, elektronisen fotoniikan kokeet ja kaksiparisen interferenssin tutkimukset. Haasteina ovat tilan puhtaus, hankalasti saavutettava identtisyys, dekoherence ja ympäristömelu, sekä kokonaistehokkuuden parantaminen.