加速范德瓦耳斯材料中原子量子比特候选物高通量筛选的方法
材料科学
2021-06-14 v3
摘要
在二维（2D）宽禁带（WBG）半导体中与缺陷相关的类原子自旋发射体的发现，为高度可调且多功能的量子比特提供了新机遇。迄今为止，此类自旋发射体的研究集中于六方氮化硼（hBN）中的缺陷。然而，hBN必然含有高密度核自旋，预期会产生强非相干自旋浴，导致材料中承载自旋的相干性质变差。因此，有必要在其他2D WBG材料中识别新的量子比特候选物。鉴于方法的时间需求，需要新的方法来快速筛选与计算合适类原子量子比特的辨识性质。在本工作中，我们提出两种快速估算零声子线（ZPL，WBG材料中原子量子比特的关键性质）的新方法。首先，利用Janak定理计算该ZPL。对于占据数的有限改变，我们给出使用Janak定理所得ZPL修正的领头阶估计，其比标准方法（SCF）更迅速。接下来，我们还展示了一种激发态收敛方法，对于小应变系统比SCF方法中使用的标准方法更快。我们以SiS中单负电荷钙空位为例说明这些方法，我们首次提出其作为量子比特候选物。本工作有潜力协助加速材料中量子缺陷的高通量搜索，并在量子传感与量子计算中有应用。
引用
@article{arxiv.2012.01223,
title = {Methods to Accelerate High-Throughput Screening of Atomic Qubit Candidates in van der Waals Materials},
author = {R. Kuate Defo and H. Nguyen and M. J. H. Ku and T. D. Rhone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.01223},
year = {2021}
}