基于“增强型”量子点的可扩展量子计算

我们提出了一种基于单自旋“增强模式”量子点作为基本单元的固态量子计算机实现新方案。在增强量子点中，可将恰好一个电子引入初始为空的点中，这与基于通过门从多电子点中驱逐电子的耗尽模式点相反。基于耗尽点的量子计算机架构面临若干使可扩展性困难的挑战。这些挑战可通过基于增强模式的方法成功应对，其能够产生具有多功能性的正方形点阵列。这些功能允许量子比特的传输（包括隐形传态）以及基于直接单量子比特和双量子比特操作的纠错。我们描述了增强量子点及基于 InAs/GaSb 复合量子阱的单电子晶体管的物理性质并展示了实验特性。我们讨论了量子点量子计算的材料方面，包括具有大自旋分裂的材料如 InAs，以及增强模式方法在如 Si 等材料中的前景。