三施主系统中绝热相干电子输运的原子模拟

受激拉曼绝热通道的固态类比可以在三势阱固态系统中实现，以相干地将电子输运穿过势阱，且在任意时刻中心势阱中的占据数呈指数级抑制。这种方法被称为相干隧穿绝热通道（CTAP），它提供了一种鲁棒的方式，将编码在电子自旋中的量子信息沿量子点或施主链传输。通过涉及超过350万个原子的大规模原子紧束缚模拟，我们验证了在现实固态系统——硅中门控三施主——中存在CTAP路径。来自商业工具的实际门极轮廓与紧束缚方法相结合，模拟了在串扰存在下对施主间隧穿势垒的门极控制。由于CTAP是一种绝热协议，可以通过在脉冲的不同阶段求解与时间无关的问题来分析，这证明了将时间无关的紧束缚方法应用于该问题的合理性。我们的结果表明，施主间距为15 nm的三施主CTAP传输可以在大于23 ps的时间尺度上发生，这完全在实验可达到的范围内。该方法不仅为指导未来的CTAP实验提供了工具，还揭示了通过系统工程来增强控制和传输时间的可能性。