具有恒定相互作用的硅基量子计算机中量子逻辑操作的实现与纠缠的创立

我们描述了如何在以磷原子作为量子比特的硅基量子计算机中实现量子逻辑操作。信息存储于核自旋态中，条件逻辑操作通过电子自旋利用核-电子超精细与电子-电子交换相互作用实现。我们计算机中的电子仅须在一个受控非门实现期间保持相干。交换相互作用是恒定的，选择性激发由磁场梯度提供。量子逻辑操作由矩形射频脉冲实现。该架构可扩展且不需要制造纳米级电子门。如本文所示，即便对于具有大量量子比特的计算机，也可使用我们的微扰方法解析导出量子协议的参数。我们给出了核自旋初始化协议与纠缠创立协议。所有解析结果均在一个双量子比特系统上作了数值验证。