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InSb纳米线量子点中自旋量子位的电控：强磁场下自旋弛豫的显著抑制
摘要： 本文研究了栅极电势和磁场对InSb纳米线自旋量子比特中声子诱导自旋弛豫速率及电驱动单量子比特操作速度的影响。我们发现，强g因子和高磁场强度会导致电子-声子散射（由形变势引起）占据主导地位——这种效应在g因子较弱的材料（如GaAs或Si/SiGe）中通常被认为无关紧要。在此条件下，我们观察到由于垂直于纳米线轴的量子限制作用，量子比特态间的自旋弛豫被显著抑制。研究还表明：要实现自旋量子比特寿命期间可执行单量子比特操作次数的最大化，需要采用单量子点栅极电势方案。
关键词： 自旋量子比特、自旋弛豫、拉比频率、InSb纳米线、量子点
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于栅极电势对称性的横向GaAs量子点中自旋量子比特控制
摘要： 我们研究了量子点对称性对单电子GaAs自旋量子比特中拉比频率和声子诱导自旋弛豫率的影响。发现磁场方向的各向异性依赖性与选用的栅极电势无关。同时揭示量子点相对于晶格坐标系的取向在具有C1v、C2v或Cn（n≠4r）对称性的体系中具有显著影响。为展示栅极电势形状对自旋量子比特寿命的重要影响，我们比较了无限深势阱等边三角形、正方形和矩形约束与已知谐振子势的结果。研究表明自旋量子比特寿命获得显著提升，在等边三角形栅极约束下甚至实现了近六个数量级的增幅。
关键词： 自旋量子比特、砷化镓、自旋弛豫率、拉比频率、量子点、门控电势
更新于2025-09-19 17:13:59
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受准静态噪声主动解耦的驱动电子自旋量子比特的相干性
摘要： 半导体量子点中电子自旋量子比特的相干性主要受低频噪声影响。过去十年间，人们通过材料工程努力抑制此类噪声，使静止量子比特的自旋退相位时间显著延长。然而，决定控制保真度的自旋操控过程中的环境噪声作用尚不明确。我们展示了一种电子自旋量子比特，其受驱动演化过程中的相干性主要受高频电荷噪声限制，而非任何半导体器件固有的准静态噪声。我们采用反馈控制技术主动抑制后者，在砷化镓量子点中实现了高达99.04±0.23%的π翻转门保真度。研究表明，受驱动演化相干性受拉比频率处纵向噪声限制，其频谱与同位素纯化硅量子比特中观测到的1/f噪声相似。
关键词： 砷化镓量子点、低频噪声、拉比频率、1/f噪声、半导体量子点、π翻转门保真度、同位素纯化硅量子比特、反馈控制技术、高频电荷噪声、电子自旋量子比特
更新于2025-09-19 17:13:59
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多个原子的腔量子电动力学相互作用
摘要： 我们通过采用缀饰态近似方法，研究了腔量子电动力学中可逆原子-场相互作用产生的多原子范德瓦尔斯力。在最一般情况下，我们建立了一个描述任意数量激发共享、置于非理想腔体中的单模Dicke模型原子体系，由此推导出该系统的范德瓦尔斯势。作为特例，我们分别考察了单激发Dicke模型以及腔内存在多光子激发时单个原子的情形。论文大部分内容假设原子相对于模式结构呈对称分布——这将解耦所有非对称态，使我们能在计算中忽略它们。对于自由放置于腔内的单个原子与n-1个等耦合原子共同与腔场相互作用的系统，我们考虑了非对称态的影响。通过采用展宽的洛伦兹模式替代锐利模式，我们将腔体缺陷纳入计算。以平面腔为例，我们研究了有效拉比频率的位置依赖性。
关键词： 腔量子电动力学、范德华力、平面腔、缀饰态近似、迪克模型、拉比频率
更新于2025-09-04 15:30:14