量子霍尔边缘态中飞行自旋量子比特的栅极控制幺正操作
介观与纳米尺度物理
2021-01-04 v1
摘要
在自旋分辨的量子霍尔边缘态（量子霍尔铁磁体）上运动的电子的自旋与轨道自由度是最大纠缠的。因此，对这两个自由度的幺正操作是等价的，这意味着可以通过轨道用非磁性方法操控自旋。若将自旋的量子化轴取沿磁化轴方向，则天顶角由自旋分离边缘的分配率决定，而方位角定义为边缘间的相位差。利用这些性质，我们实现了对量子霍尔铁磁体上电子自旋的电控幺正操作。自旋的天顶角通过置于一条边缘上的薄栅极施加电压、利用拐角处的回旋半径来控制。随后的方位角旋转则通过边缘通道间的距离、同样由栅极电压控制。这两种操作的结合构成了量子霍尔边缘通道中自旋的首个系统性电学操作。
引用
@article{arxiv.2010.03769,
title = {Gate controlled unitary operation on flying spin qubits in quantum Hall edge states},
author = {Takase Shimizu and Taketomo Nakamura and Yoshiaki Hashimoto and Akira Endo and Shingo Katsumoto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.03769},
year = {2021}
}