InAsP量子点纳米线中合成自旋-1链的宏观单重态-三重态量子比特的两量子比特门
介观与纳米尺度物理
2025-03-07 v1 量子物理
摘要
我们提出了在InAsP量子点纳米线中合成自旋-1链中利用宏观单重态-三重态（ST）量子比特实现两量子比特门的理论。宏观拓扑保护的单重态-三重态量子比特由两个自旋-1/2 Haldane准粒子构建。Haldane准粒子由嵌入InP纳米线中的InAsP量子点链实现的合成自旋-1链承载，每个量子点有四个电子。量子点纳米线由从相互作用原子模型导出的Hubbard-Kanamori（HK）哈密顿量描述。使用精确对角化和矩阵乘积态（MPS）工具，我们证明了HK哈密顿量的低能行为有效地由反铁磁自旋-1链哈密顿量捕获。接下来，我们考虑两个宏观量子比特，并提出一种通过在两链之间插入中间控制点来创建两个宏观量子比特之间可调耦合的方法。最后，我们提出并演示了两种生成高精度两ST量子比特门的方法：(1) 通过控制每个量子比特的长度，以及(2) 通过对两个量子比特采用不同的背景磁场。
引用
@article{arxiv.2404.16229,
title = {Two qubit gate with macroscopic singlet-triplet qubits in synthetic spin-one chains in InAsP quantum dot nanowires},
author = {Hassan Allami and Daniel Miravet and Marek Korkusinski and Pawel Hawrylak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.16229},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 8 figures