MoS$_2$单层门控双量子点中的谷两量子比特系统
介观与纳米尺度物理
2021-07-19 v2
摘要
我们探索了一个定义在 MoS 单层薄片内门控双量子点中两个受限电子的谷同位旋上的两量子比特系统。我们展示了如何仅通过使用施加于薄片顶部分层局部平面栅极的电压,以电学方式初始化、控制、相互作用和读出此类谷量子比特。通过展示经由泡利阻塞的两量子比特交换或读出,我们证明了过渡金属二硫族化物半导体家族中的谷量子比特满足通用性判据,并代表了一个可扩展量子计算平台。我们的数值实验基于 MoS 单层的紧束缚模型,该模型给出单电子本征态,随后用于构造双电子构型空间的 Slater 行列式基。我们通过使用定域 Slater 型轨道计算库仑矩阵元,在此基中表达屏蔽电子-电子相互作用。然后我们求解含时薛定谔方程,并获得双电子系统的精确时间演化。在演化过程中我们同时求解泊松方程,求得通过施加于栅极的电压控制的限域势。
引用
@article{arxiv.2102.10223,
title = {Valley two-qubit system in a MoS$_2$-monolayer gated double quantum dot},
author = {J. Pawłowski and M. Bieniek and T. Woźniak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.10223},
year = {2021}
}
备注
15 pages, 12 figures