抛物线性限制势二能级系统量子点量子比特的温度效应.pdfVIP

第57卷 第 11期 2008年 11月 物 理 学 报 Vo1．57，N0．11，November，2008 1000—3290／2008／57(11)／6758．05 ACTA PHYSICA SINICA ⑥2008Chin．Phys．Soc． 抛物线性限制势二能级系统量子点 量子比特的温度效应 陈英杰D 肖景林 1)(曲阜师范大学物理工程学院，曲阜 273165) 2)(内蒙古民族大学物理与机电学院，通辽 028043) (2008年 1月 20日收到；2008年4月 4日收到修改稿) 应用 Pekar变分方法 ，在抛物量子点中电子与体纵光学声子强耦合条件下，得出了电子 的基态和第一激发态 的 本征能量及基态和第一激发态的本征波函数 ．以量子点中这样 的二能级体系作为一个量子 比特 ．当电子处于基态 和第一激发态的叠加态时，计算出电子在时空中作周期性振荡的概率分布．并且得出了概率分布随温度及耦合强 度的变化关系 ． 关键词 ：量子点，量子比特 ，温度效应 PACC：0367，7138 子量子点分子(即耦合的两个单电子量子点)的总 自 1．引 言 旋随磁场强度和量子点间距离变化的位相图，从物 理上证明了这种双电子量子点分子有可能被用来实 20世纪人们将量子理论应用于物质科学和能 现一个量子计算的基本单元——量子比特 ．尽管这 源科学，开拓出诸如半导体 、激光、核技术等重要高 样 ，目前的研究还只是停留在基础研究阶段．任何物 新技术，造就了人类文明社会半个世纪的繁荣 昌盛 ． 理系统构成的量子 比特 ，实验都是在有限温度下进 21世纪，一门新兴的交叉学科——量子信息科学应 行的，热效应会引起系统的退相干 ]，破坏系统的 运而生，它是量子力学与信息科学相互融合的结果． 纠缠 ，因此构造量子 比特必须把温度 的效应考虑进 在过去几年里，对不同物理系统用做量子信息载体 ， 去 ．而 目前对量子点量子 比特的温度效应的研究还 人们进行了诸多的理论和实验研究 ．由于各种 甚为少见 ．本文在抛物量子点中电子与体纵光学声 物理系统应用于量子信息各有利弊，人们 目前正在 子强耦合条件下得出了电子的基态和第一激发态的 寻找更理想更可靠 的量子信息载体 ．为了显示量子 本征能量及基态和第一激发态的本征波函数 ．量子 计算机的优越性，量子计算机必须 由数千个量子 比 点中这样的二能级体系可作为一个量子比特 ．对于 特组成 ，而 目前实验室中最多也只是做到了 16位量 这样的量子比特，Li等人n，提出了一个参数相图 子比特量子逻辑门的操作演示．要想将量子 比特集 成大规模 ，显然采用固态量子 比特体系是最可行 的 方案 ，定义了单量子点能作为量子 比特 的参数使用 方案．半导体 自组织生长量子点由于其近乎完美 的 范围．Wang等 曾研究了这种系统 中的光学声子 晶体结构受到人们的重视 ，因此利用半导体量子点 效应 ．文中得出了电子处于基态和第一激发态的叠 来实现量子 比