量子点探测器的相干反作用：量子比特自旋进动
介观与纳米尺度物理
2016-04-19 v2
摘要
读取量子比特状态的一种灵敏技术基于测量邻近传感器量子点 (SQD) 的电导。在此，我们从理论上研究了这种测量对耦合 SQD-电荷量子比特系统的相干反作用。我们推导了 SQD-量子比特系统系综平均状态的马尔可夫动力学方程，该方程用两个 SQD 电荷态占据数以及分别对应每个 SQD 电荷态的两个量子比特自旋矢量的耦合动力学来表示。我们发现，除了引入耗散外，探测还会重整化 SQD-量子比特系统的相干演化。基本上，如果探测器上的电子有时间探测量子比特，那么它也有时间涨落，从而重整化系统参数。特别是，这会在量子比特自旋上诱导力矩，类似于非共线自旋阀结构中自旋电子交换场产生的自旋力矩。其次，我们表明，为了对探测进行一致描述，必须在电子隧穿率的次主导阶中包含重整化效应，特别是在探测器灵敏度最大点处。虽然我们专注于电荷量子比特模型，但我们的发现对于基于自旋 - 电荷转换并使用量子点探测器的量子比特读取方案是通用的。此外，我们对通过 SQD 的稳态电流（一种验证量子比特与探测器电流耦合的测试测量）的研究，已经揭示了自旋力矩对量子比特的各种显著效应。我们的动力学方程为进一步研究基于电荷的量子比特读取中的时间演化提供了起点。最后，我们提供了一个严格的求和规则，该规则约束了此类量子比特自旋动力学的近似描述，并表明我们的动力学方程遵守该规则。
引用
@article{arxiv.1310.2519,
title = {Coherent Backaction of Quantum Dot Detectors: Qubit Isospin Precession},
author = {M. Hell and M. R. Wegewijs and D. P. DiVincenzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1310.2519},
year = {2016}
}
备注
This is the version published in Phys. Rev. B. A misprint in the scale of Fig. 5(b) has been corrected