碳纳米管中机械诱导的自旋共振

电子自旋是量子计算和量子信息中有前景的量子比特候选者。在此，我们提出并分析了一种机械诱导的单电子自旋共振，该效应相当于在悬浮碳纳米管中绕 $x$ 轴的自旋旋转。该效应基于由内禀曲率诱导的自旋 - 轨道耦合引起的自旋与机械自由度之间的耦合。通过非共振外部电场驱动可获得绕 $z$ 轴的旋转。通过改变外部电场驱动的频率和强度，单次操作即可实现单电子自旋在 $x$-$z$ 平面内任意轴上的任意角度旋转。结合绕 $x$ 轴和 $z$ 轴旋转的多个步骤，可以构建绕任意轴的任意角度旋转，这意味着可以执行电子自旋量子比特的任意单量子比特门。我们使用具有现实参数的主方程对该系统进行了数值模拟。