39、固态量子信息载体与退相干研究

固态量子信息载体与退相干研究

1. 固态量子信息载体中的量子操作

1.1 双量子点的本征态谱

描述两个福斯特耦合量子点（每个量子点包含一个自旋量子比特）的四个非耦合子空间的本征态谱具有重要意义。相关细节可进一步深入研究，它为理解量子点间的相互作用提供了基础。

1.2 双逻辑量子比特的纠缠机制

两个逻辑量子比特 1 和 2 的纠缠机制如图 11.14 所示，其过程如下：
1. 系统演化始于中央控制比特从激发态 |e⟩ 被光学拉低。
2. 系统中的自然自旋 - 自旋动力学使三个自旋相互纠缠。
3. 经过特征“复兴时间” τ 后，控制比特回到 |0⟩ 态，并立即被置于 |e⟩ 态以防止进一步演化。

1.3 光学钝化自旋 - 自旋相互作用

执行自旋量子比特光学纠缠门的另一种可能途径是采用相互作用的自旋链，并利用光学调制相互作用。以图 11.14 所示的三自旋链为例，链中相邻自旋间的相互作用可用海森堡哈密顿量描述。若自旋置于磁场中，会有塞曼分裂 (E_{j})，自旋链的总哈密顿量为：
[
H = \sum_{j = 1}^{3} E_{j} \sigma_{j}^{Z} + \sum_{j = 1}^{2} J \sigma_{j} \cdot \sigma_{j + 1} \equiv \sum_{j = 1}^{3} E_{j} Z_{j} + J \sum_{j = 1}^{2} (X_{j} X_{j + 1} + Y_{j} Y_{j + 1} + Z_{j} Z_{j + 1})
]
该系统的一个重要性质是总自旋投影守恒。若将所有三个自旋