硅基自旋与电荷量子计算
材料科学
2007-05-23 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
硅基量子计算机架构因其可扩展性及其潜在能利用现有硅技术基础设施资源的协同效应而引起关注。浅层掺杂体(如磷)的电子与核自旋是此类方案中量子比特的理想候选者，due to relatively long spin coherence times。对于这些自旋量子比特，外部栅极对单量子操作的控制和读出至关重要，而浅层掺杂体交换栅经常被用于执行两量子操作。更近期，基于硅中P替代分子离子隧道耦合的电荷量子比特也被提出。我们讨论了考虑硅电子结构特殊性(特别是导带边缘6个退化态)后，浅层掺杂体量子计算中构建模块的可行性。我们表明，这些态之间的量子干涉对涉及单个掺杂体的操作影响不大，但当掺杂体对的相对位置在晶格参数尺度上改变时，会导致电子交换耦合和隧穿耦合强度出现快速振荡。这些研究说明了掺杂体自旋和电荷作为硅中量子比特候选者的巨大潜力以及巨大的挑战。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0505169,
title = {Silicon-based spin and charge quantum computation},
author = {Belita Koiller and Xuedong Hu and R. B. Capaz and A. S. Martins and S. Das Sarma},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0505169},
year = {2007}
}
备注
Review paper (invited) - to appear in Annals of the Brazilian Academy of Sciences