量子點中的自旋量子比特.pdf

1、半導(dǎo)體量子點中的自旋量子比特所具有的長相干時間以及易于集成的特點使其受到了廣泛的關(guān)注。本論文致力于GaAs雙量子點中自旋量子比特的研究，主要內(nèi)容包括:
　　1、簡要介紹了量子計算的背景和概念。利用常相互作用模型對量子點中的一些基本現(xiàn)象作了解釋，包括單量子點中的庫倫振蕩，庫倫阻塞，雙量子點中的三相點，偏壓三角形等。
　　2、對單電子自旋量子比特作了簡單的原理分析。詳細介紹了兩電子自旋單態(tài)三重態(tài)量子比特的哈密頓量，以及實驗細節(jié)，

2、包括觀測自旋阻塞的兩種方式以及表征系統(tǒng)的方法，最后介紹了兩個經(jīng)典的實驗以及我們的實驗結(jié)果。
　　3、利用雙量子點的不對稱性在三電子(1，2)-(2，1)電荷躍遷區(qū)域觀測到了四重態(tài)的自旋阻塞。利用這種自旋阻塞我們實現(xiàn)了自旋四重態(tài)和兩重態(tài)之間的Landau-Zener-Stückelberg干涉和交換振蕩。最后補充了我們另外兩個奇數(shù)電子區(qū)(1，2)-(0，3)和(1，6)-(0，7)的實驗結(jié)果。
　　4、在偶數(shù)電子區(qū)(1，3)-

3、(0，4)區(qū)域的交換振蕩實驗中發(fā)現(xiàn)了一種信號放大機制。分析并且實驗驗證該機制。設(shè)計了一種控制放大過程的方法，并利用此方法提取出不同自旋態(tài)的隧穿速率。
　　5、對雙量子點進行輸運研究。在五個連續(xù)的電荷躍遷區(qū)域觀察到了自旋阻塞現(xiàn)象。通過分析數(shù)據(jù)確定了每個區(qū)域的阻塞自旋態(tài)。
　　本文的主要創(chuàng)新點有:
　　1、首次在雙量子點(1，2)-(2，1)區(qū)域觀察到了自旋阻塞現(xiàn)象，并利用該現(xiàn)象實現(xiàn)了自旋態(tài)的讀取，以及演示了相干操作。利用

4、在此區(qū)域發(fā)展的方法，我們對其他奇數(shù)區(qū)進行了探索，并得到了類似的結(jié)果。我們的結(jié)果和實驗方法將對未來探索多電子自旋量子比特編碼具有啟發(fā)意義。
　　2、發(fā)現(xiàn)了一種新的自旋到電荷轉(zhuǎn)換機制。該機制在用來讀取自旋量子比特的狀態(tài)時產(chǎn)生比傳統(tǒng)的基于自旋阻塞的方法更強的信號。在實驗中我們實現(xiàn)了兩倍的放大。我們闡明了如何用一個簡單的方案實現(xiàn)放大倍數(shù)的顯著提升。
　　3、首次在連續(xù)的多個電荷躍遷區(qū)域觀察到自旋阻塞現(xiàn)象。尤其是奇數(shù)電子區(qū)自旋阻塞，結(jié)