フォノン散乱は半導体単一光子源における1に近い効率と識別不可能性の同時達成を妨げる

半導体量子ドット（QD）は、高度に識別不可能な光子を高い効率で生成する主要なプラットフォームとして最近浮上しており、本研究では、最終的にはこうした固体光子源がどれほど優れたものになりうるのかというタイムリーな疑問に取り組んでいる。我々は、識別不可能性と効率のトレードオフをもたらすこうした系における格子緩和の重要な役割を明らかにしている。我々は、最もよく利用されている2つの光子源構成、すなわち導波路に埋め込まれたQDと光共振器と結合したQDを解析した。導波路に関しては、広帯域パーセル効果が単純な逆相関をもたらし、識別不可能性と効率は同時に向上できないことを実証している。共振器に関しては、パーセル増強の周波数選択性がより微妙なトレードオフをもたらし、任意にではないが、識別不可能性と効率は同時に向上できる。これによって、1に近い識別不可能性（99％を超える）を示す光子源の効率は、現実的なパラメーターの場合、約96％に制限される。