Persistent entanglement of valley exciton qubits in transition metal dichalcogenides integrated into a bimodal optical cavity

激子 物理 量子纠缠 量子位元 单层 凝聚态物理 耗散系统 比克西顿 领域(数学) 量子力学 材料科学 纳米技术 量子 数学 纯数学
作者
H. S. Borges,Celso A. N. Júnior,David S. Brandão,Fujun Liu,V. V. R. Pereira,Saien Xie,Fanyao Qu,A. M. Alcalde
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:107 (3) 被引量:5
标识
DOI:10.1103/physrevb.107.035404
摘要

We report dissipative dynamics of two valley excitons residing in the $K$ and ${K}^{\ensuremath{'}}$ valleys of a bare ${\mathrm{WSe}}_{2}$ monolayer and the one being integrated into a bimodal optical cavity. In the former, only when the exciton-field detunings in the $K$ and ${K}^{\ensuremath{'}}$ valleys are rigorously equal (resonant detuning) can partially entangled stationary states be created. Otherwise, the concurrence of exciton qubits turns to zero. Remarkably, in the latter (the ${\mathrm{WSe}}_{2}$ monolayer in a bimodal optical cavity), the transfers of entanglement from one subsystem (exciton/light) to the other (light/exciton) take place. Hence a finite stationary concurrence of exciton qubits is always generated, independent of whether the exciton-field detuning in two valleys is resonant or nonresonant. In addition, it can even reach as high as 1 (maximally entangled state of two valley excitons). Since there no real system which has a strictly resonant detuning, an immersion of the ${\mathrm{WSe}}_{2}$ monolayer in a bimodal optical cavity provides an opportunity to overcome the challenge facing by the bare ${\mathrm{WSe}}_{2}$, opening a novel realm of potential qubits.

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