基于g矩阵形式的半导体自旋量子比特的电学操控
量子物理
2018-10-31 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
我们讨论了在线性响应 regime 下自旋量子比特的电学操控建模，其中拉比频率与磁场和射频电场激发成正比。我们表明，拉比频率可由一个广义g张量磁共振公式获得，该公式以g矩阵及其对电场(或栅极电压)的导数g'作为输入。这些矩阵可以很容易地从零磁场下量子比特的波函数算出。因此，g矩阵形式以极低的计算代价提供了拉莫尔频率和拉比频率对磁场取向的完整依赖关系。它还为量子比特的控制提供了一个紧凑模型，并为分析对称性对拉莫尔和拉比频率各向异性的影响提供了一个简单框架。g矩阵形式适用于多种电子和空穴量子比特，我们以绝缘体上硅纳米线中的空穴量子比特为例进行说明。我们表明，该量子比特的拉比频率对磁场取向以及控制空穴波函数对称性的栅极电压表现出复杂的依赖关系。我们指出，该量子比特可有利地在两个偏置点之间切换，一个可高效操控，另一个在很大程度上与栅极场解耦但寿命可能更长。我们还结合近期实验讨论了此类器件中残余应力的作用。
引用
@article{arxiv.1807.09185,
title = {Electrical manipulation of semiconductor spin qubits within the g-matrix formalism},
author = {Benjamin Venitucci and Léo Bourdet and Daniel Pouzada and Yann-Michel Niquet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.09185},
year = {2018}
}
备注
To be published in Physical Review B