形式因子对双量子点电荷量子比特压电纵声学声子退相干的影响

摘要

近年来，固态双量子点电荷量子比特以其特有的性质备受关注，人们在理论和实验上进行了大量的研究。本文以横向双量子点中的电子在左右量子点中的两个基态所构成的二能级系统作为电荷量子比特，在前人工作的基础上进一步研究了量子点的厚度和量子点束缚势的形状对压电纵声学声子和电子相互作用引发的退相干的影响。在波恩—马尔可夫近似下，采用求解约化密度矩阵的方法，计算了体现声子退相干的电荷振荡品质因数Q。 首先，计算了横向圆柱形双量子点电荷量子比特中品质因数Q随量子点厚度的变化关系，并得到了不同厚度量子点中的品质因数与隧穿振幅、晶格温度和量子点半径之间的依赖关系。研究表明，在弱隧穿区，量子点的厚度变化对退相干的影响很小甚至可以忽略。在强隧穿区，量子点的厚度对品质因数的影响幅度随着隧穿振幅的增大而增大，量子点厚度较大时声子退相干随着量子点厚度的增加而减小。对于厚度较大的量子点，与弱隧穿区相比，在强隧穿区也可以得到较大的品质因数。因此，在弱隧穿区和在量子点厚度较小时可以将量子点视为二维模型。若选用较大厚度的量子点作为双量子点电荷量子比特研究声子退相干，则需要考虑量子点厚度对声子退相干的影响，而且在强隧穿区选用厚度较大的量子点可以提高品质因数，有效地抑制电声子相互作用。 其次，计算了以无限深方势阱为束缚势的横向二维双量子点电荷量子比特中的品质因数Q。研究发现，在弱隧穿区声子退相干受束缚势形状的影响可以忽略，而在强隧穿区声子退相干受不同束缚势模型的影响较大，因此研究用强隧穿振幅的脉冲来操作的横向双量子点电荷量子比特应选用与实际更接近的束缚势模型。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1量子计算机的概念及其发展背景

1.2量子点和量子计算机的量子点方案

1.3双量子点电荷量子比特方案

1.4本文的研究背景

1.5本文的研究方法—约化密度矩阵

1.6本文主要研究工作

2理论框架

2.1 圆柱形双量子点电荷量子比特声子退相干

2.2无限深方势阱双量子点电荷量子比特声子退相干

3结果与讨论

3.1量子点的厚度对声子退相干的影响

3.2无限深方势阱模型下的声子退相干

3.3与实验中得到的品质因数比较

4结论

参考文献

附录

致谢