Electrodinámica cuántica de cavidades mesoscópicas con puntos cuánticos

Describimos un mecanismo electrodinámico para el acoplamiento coherente y cuántico entre puntos cuánticos espacialmente separados en un microchip. La técnica se basa en interacciones capacitivas entre la carga electrónica y un resonador de línea de transmisión superconductora, y está estrechamente relacionada con la electrodinámica cuántica de cavidades atómicas. Investigamos varias aplicaciones potenciales de esta técnica que tienen diferentes grados de complejidad. En particular, demostramos que este mecanismo permite el diseño e investigación de un láser microscópico de doble punto en chip. Además, la interacción puede extenderse para acoplar estados de espín de electrones espacialmente separados, mientras que solo se poblacionan virtualmente superposiciones de estados de carga que decaen rápidamente. Esto representa una interacción efectiva y controlable a larga distancia, que puede facilitar la implementación del procesamiento de información cuántica con qubits de espín de electrones y potencialmente permitir el acoplamiento a otros sistemas cuánticos como qubits atómicos o superconductores.