基于半导体纳米结构的自由自旋量子计算

以半导体多重量子点结构原胞中的多余电子自旋作为量子比特，我们可在不借助自旋-自旋相互作用的情况下实现可扩展量子计算。利用单电子隧穿技术和量子点元胞自动机（QCA）结构来创建两个电子的电荷纠缠态，随后通过单自旋旋转将其转换为自旋纠缠态。确定性的两量子比特量子门也可仅借助单自旋旋转并在 QCA 辅助下操控。通过将原胞耦合到量子点接触，可实现自旋态的单次读出。