固态自旋量子比特的量子模型：基于广义自旋哈密顿量和 X 射线吸收光谱研究的硅表面 Ni 团簇
介观与纳米尺度物理
2015-12-09 v1 材料科学
原子与分子团簇
计算物理
摘要
我们提出了硅表面 Ni 固态电子自旋量子比特的量子模型，利用密度泛函方案计算广义自旋哈密顿量 (GSH) 中非共线自旋构型下的交换积分，其中包含连接镍离子与硅衬底的各向异性交换耦合参数。本文基于对硅表面 3d 金属 Ni 团簇的自旋结构研究和自旋动力学模拟，提出了量子固态 N-自旋量子比特模型。在考虑态密度中存在能隙的团簇或分子时，N-自旋系统中自旋态之间纠缠问题的解决变得愈发有趣。为了量化 N-自旋系统自旋结构中单个自旋本征值（模式）之间纠缠的分布，我们使用了纠缠密度。我们研究了 Rabi 振荡以评估 N-自旋量子比特系统随时间和磁场的变化。我们观察到了稳定的 Rabi 振荡，并在固定时间后稳定了量子动力学量子比特状态和 Rabi 驱动。将能级图样与传统用于分析该系统的各向异性交换模型以及实验 XANES 光谱结果进行比较，表明我们的综合研究很好地描述了纳米磁性 Ni7 量子比特的自旋能级图样和自旋结构。结果在固态自旋量子比特的一般问题和 Ni 团簇自旋结构的视角下进行了讨论。
引用
@article{arxiv.1410.1658,
title = {Quantum model of a solid-state spin qubit: Ni cluster on a silicon surface by the generalized spin Hamiltonian and X-ray absorption spectroscopy investigations},
author = {Oleg V. Farberovich and Victoria L. Mazalova and Alexander V. Soldatov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.1658},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 9 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:cond-mat/0509384, arXiv:1008.2621 by other authors