第四族元素和II-VI族半导体中核自旋量子存储器的方案
介观与纳米尺度物理
2009-10-28 v2
摘要
基于由两个电子或一个电子与同位素纯化的第四族元素和II-VI族化合物半导体中的单个核自旋耦合组成的系统，提出了核自旋量子存储器的新方案。量子比特由两个电子的单重态和一个三重态，或简单地由一个电子自旋构成。这些系统不受核偶极-偶极相互作用引起的退相干影响，有利于实现长存储时间。在双电子情况下，电子自旋量子比特与核自旋量子比特之间的量子态转移协议基于单重态-三重态能级交叉的磁场或电场调谐，以及超精细耦合，并辅以明确的核自旋初始化方案。在单电子量子比特情况下，量子态转移由超精细相互作用本身驱动，无需核自旋初始化。考虑了许多实际系统，例如，加载在Si或ZnSe量子点上的两个电子，掺杂有P原子的Si量子点中的单电子带电态，掺杂有Si同位素原子的Si量子点中的单电子带电态，以及体晶体中的Si:P和ZnSe:F局域电子系统。研究了这些系统的一般特性，并对双电子量子比特和单电子量子比特的优缺点进行了比较。
引用
@article{arxiv.0910.0584,
title = {Proposals of nuclear spin quantum memory in group IV elemental and II-VI semiconductors},
author = {Özgür Çakır and Toshihide Takagahara},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.0584},
year = {2009}
}