合成自旋轨道场中硅自旋量子比特弛豫理论

我们发展了存在磁场梯度时单电子硅自旋量子比特弛豫的理论。此类场梯度通常由片上微磁体产生，以实现对自旋量子比特的电控量子门。我们基于谷依赖包络函数理论，该理论可分析具有任意界面粗糙度的硅量子点中的电子波函数。我们假设 Si/SiGe 界面存在单层原子台阶，并研究梯度场的存在如何改变自旋混合机制。我们表明，我们的理论建模能定量复现微磁体存在下硅中量子比特弛豫实验测量结果。我们进一步详细研究了场梯度如何改变硅自旋量子比特的 EDSR 拉比频率。虽然这强烈依赖于界面粗糙度的细节，但有趣的是，我们发现对于具有理想界面的自旋量子比特，在其上添加微磁体甚至可在外磁场强度的某个区间内降低 EDSR 频率。