磁场和温度对量子棒中量子比特的影响

摘要

本文研究内容分为两个部分:
　　 首先，研究了磁场对量子棒中量子比特的影响，给出了具有椭球边界量子棒经过坐标变换成球形边界的哈密顿量。采用Pekar变分法，在磁场作用下，研究了量子棒中电子与体纵光学声子强耦合时，电子的基态和第一激发态的本征能量和波函数。这样的量子棒的二能级体系可以作为一个量子比特。当电子处于基态和第一激发态的叠加态时，导出电子概率密度随时间的演化规律。数值计算结果表明:概率密度随磁场的增加而增加，振动周期随着磁场的增加而减少。振荡周期随量子棒椭球纵横比和横向和纵向受限长度增加而增加，随着电子-声子耦合强度和磁场回旋频率减少而减少。
　　 其次，给出了具有椭球边界量子棒经过坐标变换成球形边界的哈密顿量。采用Pekar变分法和量子统计方法，在磁场作用下，研究磁场和温度对量子棒中电子二能级构成一个量子比特的影响。当电子处于基态和第一激发态的叠加态时，计算了电子概率密度随时间和温度的变化关系，以及振动周期随温度和磁场回旋频率的变化关系。数值计算结果表明电子概率密度和振动周期在较低温度时随温度的升高而增加，在较高温度时随温度的升高而减小。电子概率密度在较低温度时随磁场的回旋频率的增加而增大，在较高温度时随回旋频率的增加而减小。振动周期随回旋频率的增加而减小。