六方氮化硼量子发射体的应变诱导耦合与量子信息处理
量子物理
2021-11-18 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
我们提出一种机电方案，其中由六方氮化硼纳米带承载的硼空位色心的电子自由度被耦合以用于量子信息处理。色心间的相互耦合通过它们与纳米带机械运动的耦合实现，而后者源于局域应变。耦合强度通过第一性原理计算求得。针对氮化硼单层上硼空位中心的密度泛函理论（DFT）结果显示出巨大的应变敏感性。在我们的分析中，我们考虑了所有弯曲模态的影响，并表明尽管振动引入了热噪声，仍可在两个及更多量子比特间实现稳态纠缠，该纠缠甚至在室温下也能存活。此外，纠缠对色心的错位具有鲁棒性。色心的有效耦合通过将其置于适当位置来设计，从而能够定制静态图态。进一步，我们研究了 Dicke-Ising 模型的量子模拟，并表明即便对有限数量的色心也会发生声子非平衡相变。鉴于该方案具有稳态特性且电子态可通过光场访问，我们的工作为在六方氮化硼膜中实现基于色心的稳态量子信息处理铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2106.15396,
title = {Strain induced coupling and quantum information processing with hexagonal boron nitride quantum emitters},
author = {F. T. Tabesh and Q. Hassanzada and M. Hadian and A. Hashemi and I. Abdolhosseini Sarsari and M. Abdi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.15396},
year = {2021}
}
备注
The published version