三电子混合双阱量子比特中由电子关联导致的分子形成与能谱
介观与纳米尺度物理
2022-05-05 v2 核理论
量子物理
摘要
我们表明，系统的全构型相互作用（FCI）计算能够预测基于 GaAs 非对称双量子点的三电子混合量子比特的能谱以及多体波函数的内禀空间与自旋结构随失谐参数的变化。具体而言，与弱相互作用情形以及将整个三电子双点混合量子比特视为一个整体单元的处理相比，研究表明由强电子关联产生的光谱模式显现出 Wigner 分子（WMs）的形成。WM 形成的特征包括：（1）相对于无相互作用电子模型，能隙被强烈抑制；（2）在对应于左右阱中双电子占据的态之间出现一对避免交叉。Wigner 分子是与每个阱内电子局域化相关的物理实体，它无法被先前采用的独立粒子或双格点 Hubbard 理论模型所捕捉。通过协同使用 FCI 适配的诊断工具（如电荷与自旋密度以及条件概率分布），我们深入研究了强 WM 的出现。此外，为补充对促成 WM 出现因素的透彻分析，我们计算了（在恒定失谐下）随库仑排斥强度变化的能谱。我们报道了与近期实验测量的显著一致性。当前用于多阱量子点的 FCI 方法可直接推广至处理谷电子学双带 Si/SiGe 混合量子比特，其中 WMs 的核心作用近期已被证实。
引用
@article{arxiv.2204.02243,
title = {Molecular formations and spectra due to electron correlations in three-electron hybrid double-well qubits},
author = {Constantine Yannouleas and Uzi Landman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.02243},
year = {2022}
}
备注
Published version. 16 pages with 9 color figures. For related publications, see https://sites.gatech.edu/cyannouleas/about/