Extended excitons and compact helium-like biexcitons in type-II quantum dots
我们已经使用磁光致发光测量，以建立InP/GaAs量子点具有II型（交错）带排列。平均激子玻尔半径和结合能分别为15 nm和1.5 meV。当与体InP相比时，激子结合由于异质界面处的排斥（II型）势而较弱。测量扩展到近六个数量级的激光激发功率和高达50特斯拉的磁场。结果表明，激发功率可以用来调节量子点的平均空穴占有率，从而调节电子-空穴结合的强度。观察到的抗磁位移系数急剧减少的量子点合奏使从一个政权的发射是从（类氢）两粒子激子态的制度，从（类氦）四粒子双激子态的发射也变得显着的逐渐过渡。
2009-10-22 cond-mat.mes-hall
Spin dynamics in quantum dots on liquid helium
液态He-4没有磁性缺陷，使其成为具有长寿命自旋态的电子的理想衬底。这样的状态可以作为量子比特状态。在这里，我们考虑的自旋态的电子静电定位在量子点的氦表面。在这个系统中有效的门操作需要自旋轨道耦合。它可以由来自载流导线的非均匀磁场产生，可以打开和关闭，并允许获得大的电偶极矩和相邻点中自旋的相对快速耦合。最重要的是理解由于自旋-轨道耦合引起的自旋衰减。我们建立了这种衰变的主要机制，并表明这种衰变足够慢，可以实现高保真的单量子位和双量子位门操作
2022-12-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrons in quantum dots on helium: from charge qubits to synthetic color centers
本文研究液氦上量子点中电子与ripplon的耦合对电荷量子比特的约束，并提出该电子-ripplon系统可作为耦合强度可调的合成色心，为色心物理研究开辟新途径。
2025-07-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum simulation of antiferromagnetic Heisenberg chain with gate-defined quantum dots
相互作用的费米子的量子力学关联导致奇异相的出现。在费米-哈伯德模型的莫特绝缘体区域中，磁相自然出现，其中电荷被局域化，自旋自由度保持不变。在这一制度下，发生的现象，如共振价键，受挫的磁性，和自旋液体的预测。具有工程化哈密顿量的量子系统可以用作这种自旋物理的模拟器，以提供超越分析方法和经典计算机能力的见解。为了有用，需要准备复杂的多体自旋态和获得相关观测值的方法。在这里，我们展示了磁性的量子模拟在莫特绝缘体制度与线性量子点阵列。我们描述了海森堡自旋链的能谱，从中我们可以确定何时满足均匀交换耦合的条件。接下来，我们研究了海森堡哈密顿量的单重态和三重态子空间中具有全局交换振荡的多自旋相干性。最后，我们用化学方法制备了均匀自旋链的低能整体单重态，并利用每个最近邻对的双自旋单重态三重态测量及其相关性对其进行了探测。这里提出的方法和控制打开了新的机会，受益于灵活性的调整和布局的门定义的量子点阵列的量子磁性的模拟。
2021-11-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Artifical atoms in interacting graphene quantum dots
我们描述了在石墨烯中形成的磁性量子点中的少量库仑关联电子的理论。虽然相应的非相对论性（薛定谔）问题是很好理解的，但对石墨烯的“相对论性”（狄拉克-外尔）光谱的天真概括遇到了分歧，并且定义不清。我们采用Sucher的投影形式主义来克服这些问题。对双电子量子点的精确对角化结果，石墨烯中的人造氦原子。
2009-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Entanglement induced by Heisenberg exchange between an electron in a nested quantum dot and a qubit with relative motion
提出嵌套量子点结构以改善电子与运动量子比特间的海森堡交换纠缠，发现激发态、长程相互作用及量子比特速度均能显著调控最终纠缠量。
2025-07-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stabilization and manipulation of multispin states in quantum-dot time crystals with Heisenberg interactions
离散时间晶体是最近发现的物质的非平衡相，已被证明存在于无序的，周期性驱动的伊辛自旋链中。在这个阶段，如果系统最初是在某一类纯多自旋产物状态中准备的，它会在很长的时间尺度上周期性地返回到这种状态，尽管存在相互作用、无序和脉冲缺陷。在这里，我们表明，这一阶段发生在GaAs量子点自旋阵列包含少至三个量子点，每个限制一个电子自旋，自然发生的水平的核自旋噪声和电荷噪声。虽然在这些阵列中的物理相互作用是最近邻海森堡交换相互作用，我们表明，这可以有效地转换成伊辛相互作用，通过在每个驱动周期施加额外的脉冲。我们表明，通过改变这些脉冲的旋转轴，我们可以选择伊辛相互作用的方向，因此，稳定的多自旋态的量子化轴。此外，我们证明，它是可能的，同时保持在时间晶体阶段的稳定状态进行相干旋转。这些发现开启了利用时间晶体相延长信息应用中量子态寿命的有趣可能性。
2019-01-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
True decoherence-free-subspace derived from a semiconductor double quantum dot Heisenberg spin-trimer
Seoul National University（首尔大学）；École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Korea Research Institute of Standards and Science（韩国标准科学研究院）；Pusan National University（釜山国立大学）
从半导体双量子点Heisenberg自旋三元组导出真正的去相干自由子空间，用于保护量子比特免受磁场波动影响。
2024-09-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Discrete time crystal in the gradient field Heisenberg model
我们表明，时间晶体相位，这是已知的存在基于无序的多体局域化系统，也出现在系统中，本地化是由于强磁场梯度。具体来说，我们研究了有限海森堡自旋链的存在下的梯度场，这可以在实验上实现的量子点系统中使用微磁体或核自旋极化。我们的数值模拟揭示了时间结晶秩序在广泛的范围内的现实量子点参数，证明了长期保存的自旋期望值和渐近形式的互信息。我们还考虑了非驱动系统，并提出了几个诊断多体局域化，是最近研究的补充。我们的研究结果表明，这些非遍历阶段应该是可实现的，在中等大小的量子点自旋阵列，仅使用已证明的实验能力。
2019-12-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Wigner islands with electrons over helium
我们在这里提出的第一个维格纳岛形成的电子浮在氦的实验研究。电子被静电捕获在一个由氦膜覆盖的介观结构中，表现为量子点。通过一个接一个地去除电子，我们能够找到附加谱，即从占据数为$N$的陷阱中添加（或提取）一个电子所需的能量。实验除了光谱进行比较与蒙特卡罗模拟的实际陷阱的几何形状，确认了有序状态的电子在岛上的氦。
2008-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Strongly correlated wave functions for artificial atoms and molecules
提出了一种构造单量子点和分子量子点强关联波函数的半解析方法。它采用了两个步骤的方法对称性破缺在哈特里-福克水平和随后的恢复总自旋和角动量对称性通过投影技术。说明性的应用程序的情况下，一个双电子氦类单量子点和氢类量子点分子。
2002-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nucl-th
Chirality in Quantum Computation with Spin Cluster Qubits
我们研究几个横向单电子量子点之间的海森堡相互作用的修正。我们表明，使用精确对角化，三体手征项耦合三角形配置的外部源的通量相当强烈。手征校正影响利用三个或更多个海森堡耦合量子点的环的单量子比特编码。
2004-10-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetism of quantum dot clusters: A Hubbard model study
利用广义哈伯德模型的精确对角化方法研究了二维和三维量子点团簇的磁性。我们研究了弱耦合极限，其中电子只在量子点内相互作用，并考虑了二次或三次谐振子壳层部分填充的情况。结果表明，在半满壳层情况下，磁性由自旋为1/2、1或3/2的反铁磁海森堡模型决定，取决于开壳层中的电子数。对于其他填充物，系统在大多数情况下倾向于大的总自旋，表明点之间的铁磁耦合。
2008-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Overview of Spin-Based Quantum Dot Quantum Computation
本文综述了基于自旋的量子点量子计算的研究进展。特别地，我们讨论了Heisenberg交换哈密顿量是GaAs双点中两电子相互作用的满意描述的条件。我们还讨论了与自旋弛豫，自旋编码和自旋测量有关的理论问题。简要介绍了SiGe量子点和Si施主中基于自旋的量子计算。
2002-11-18 cond-mat.mes-hall
Formation and control of electron molecules in artificial atoms: Impurity and magnetic-field effects
量子点中的电子间相互作用和关联可以导致自洽平均场的自发对称性破缺，从而形成Wigner分子。使用自旋和空间不受限制的Hartree-Fock（sS-UHF）计算，讨论了无场条件下的对称性破缺，以及外部磁场的影响下。使用作为范例的杂质掺杂（以及清洁的限制情况下）的两个电子量子点（这是类似于氦原子），它示出的相互作用之间的电子间排斥和电子零点动能导致，在很宽的范围内的杂质参数，形成单重基态电子分子，让人想起的分子图片的双激发氦。通过对洁净抛物量子点中两个相互作用电子的sS-UHF条件概率分布和基态精确解的比较分析，发现两者描述了具有相似特征的电子分子的形成过程.与双电子量子点（清洁以及掺杂）的三重态激发态相关的自洽场表现出Jahn-Teller型对称性破缺，类似于非球形开壳层核和金属簇的潜在形成。此外，杂质和/或磁场效应可用于实现对维格纳分子的离散取向的形成和钉扎的受控操纵。对于含有两个以上电子的量子点，进一步说明了杂质效应。
2000-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nucl-th
The Exchange Gate in Solid State Spin Quantum Computation: The Applicability of the Heisenberg Model
固态量子计算方案依赖于纳米结构中局域自旋之间交换门的绝热操作。本文研究了外磁场中半导体量子点间海森堡相互作用的修正。使用精确对角化，我们得到的绝热近似的有效性制度。我们还发现定性校正海森堡模型在高磁场和循环阵列的自旋。局域自旋的环形几何产生通量相关的多自旋项，超出了基本海森堡模型。
2005-09-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent multi-spin exchange coupling in a quantum-dot spin chain
半导体量子点中相邻电子自旋之间的海森堡交换耦合为量子信息处理和模拟提供了强有力的工具。虽然到目前为止还没有实现，扩展海森堡自旋链可以实现长距离量子信息传输和非平衡量子态的产生。在这项工作中，我们实现了在一个四重量子点的所有最近邻自旋对之间的同时，相干交换耦合。实现同步交换耦合的主要挑战是交换耦合对栅极电压的非线性和非局部依赖性。通过结合静电模拟和理论建模，我们表明，这一挑战主要是由于量子点在门脉冲的横向位移。在此基础上，我们开发了两种模型，可以用来预测所需的一组交换耦合的限制栅电压。虽然模型参数取决于所需的交换耦合的数量（这表明除了横向波函数偏移的影响是重要的），模型足以使所有三个交换耦合在一个四重量子点的同时和独立的控制。我们证明了两个，三个和四个自旋交换振荡，我们的数据与模拟一致。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall
Design and control of spin gates in two quantum dots arrays
研究了通过具有自旋-轨道相互作用的二维电子气耦合的量子点之间的自旋-自旋相互作用。我们发现，横向电子聚焦和自旋轨道耦合之间的相互作用，允许动态地改变有效的自旋-自旋哈密顿量的对称性。也就是说，相互作用可以从类伊辛变换为类海森堡，反之亦然。耦合常数的符号和大小也可以被调谐。
2005-06-16 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Stoner instability in open quantum dots: suppression of Coleman-Weinberg mechanism by electron tunneling
介观Stoner不稳定性是孤立金属量子点中对称性破缺的有趣表现，强调了单粒子能量和海森堡交换相互作用之间的竞争。在这里，我们研究这种现象中存在的隧道耦合到水库。我们分析了不同耦合度和温度下量子点上电子的自旋极化率。我们的结果表明，存在一个量子相变在临界值的隧道耦合，这是由斯通增强交换相互作用。这种量子相变是对称性破缺的科尔曼-温伯格机制的抑制的表现，其由与储层的耦合引起。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Phase Transition and Dynamically Enhanced Symmetry in Quadruple Quantum Dot System
我们提出了一个四个量子点的系统，旨在研究三种类型的相互作用之间的竞争：海森堡，近藤和伊辛。我们发现一个丰富的相图包含两个尖锐的功能：一个量子相变（QPT）之间的电荷有序和电荷液体相，和一个戏剧性的共振中可见的电导的电荷液体。的QPT是Kosterlitz-numerless型的电导在过渡的不连续跳跃。我们将共振现象与孤立四重点中三能级的简并联系起来，认为这导致了对称性从U（1）xZ_2到U（1）xU（1）的Kondo式动力学增强。
2010-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two Electron Quantum Dot - A Variational Treatment For The Ground State
本文对双电子量子点（人造氦原子）提出了一种变分处理方法，得到了基态能量的精确解。依赖于磁场值的单-三重态和三-三重态跃迁的基态发生，这是在我们的解决方案中捕获。使用相同的变分技术，我们发现在一个现实的点，其中电子波函数具有有限的范围在垂直于x-y平面的方向上，通常2-D点电子被限制的波函数和能量和过渡场强度的校正。利用变分波函数，我们表明，光电子发射截面作为磁场的函数具有尖锐的不连续性，这可以用于单重态-三重态跃迁的实验验证。
2002-01-14 cond-mat.mes-hall
Spin-Dependent Josephson Current through Double Quantum Dots and Measurement of Entangled Electron States
我们研究了一个双量子点，每个量子点都与超导导线隧道耦合。在库仑阻塞区，两个超导体之间产生了自旋相关的Josephson耦合，双点上的自旋之间产生了反铁磁的海森堡交换耦合，这种耦合可以通过超导相位差来调节。我们表明，相关的自旋态单重态或三重态的双点，可以探测通过约瑟夫森电流的dc-SQUID设置。
2000-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fine and Large Coulomb Diamonds in a Silicon Quantum Dot
实验研究了由高掺杂n型绝缘体上硅晶片制备的硅量子点的输运性质。在4.2K的液氦中，使用低温互补金属氧化物半导体（LTCMOS）放大器进行低噪声电测量。观察到两个系列的库仑峰：长周期振荡和精细结构，它们都表现出明显的源漏电压依赖性。我们还观察到两个系列的库仑钻石具有不同的周期性。所得到的实验结果很好地再现了主方程分析使用的双量子点并联耦合的模型。
2009-05-08 cond-mat.mes-hall
Extended Hubbard model describing small multi-dot arrays in bilayer graphene
本文为双层石墨烯中相互作用量子点建立并参数化了扩展 Hubbard 模型，通过静电门势和磁场调控自旋与谷多重态，并在半填充条件下推导出有效 Heisenberg 模型。
2024-08-30 cond-mat.mes-hall
Decoherence of two-electron spin states in quantum dots
研究了量子点系统中两个电子与核自旋池相互作用过程中自旋态的时间演化。电子与核自旋之间的超精细相互作用由各向同性海森堡相互作用建模，电子自旋之间的相互作用由海森堡交换建模。根据电子的空间波函数之间的重叠程度，存在两种物理上不同的情况，即两个量子位要么与同一组核自旋相互作用，要么它们看到不同的核自旋环境。在这两种情况下，解析地研究了双量子比特态的退相干。我们已经确定了一类两个量子比特的状态，具有丰富的动态时，量子比特之间的交换相互作用变得大的超精细相互作用强度相比。退相干时间尺度被确定为浴自旋分布和初始两量子比特态的偏振的函数。通过对所有两量子比特纯态进行最小化来识别具有大退相干时间的态。
2007-02-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
4.2 K Sensitivity-Tunable Radio Frequency Reflectometry of a Physically Defined P-channel Silicon Quantum Dot
我们演示了测量p沟道绝缘体上硅量子点在液氦温度下使用的射频（rf）反射电路包括两个独立的可调GaAs变容二极管。这种安排允许在接近最佳匹配条件和最佳信噪比下观察4.2K的库仑金刚石。我们还讨论了在MOS纳米结构中存在的大顶栅引起的射频泄漏及其对射频反射效率的影响。这些结果为在多门架构（包括多量子位平台）中实现快速灵敏的读出开辟了道路。
2021-11-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron Spins in Artificial Atoms and Molecules for Quantum Computing
实现对量子点（人造原子）或真实原子中电子自旋的控制，有望在传统和量子信息处理中获得新技术。在这里，我们审查我们的建议，量子计算与自旋的电子限制在量子点。我们讨论了实现自旋量子位的基本要求，并描述了一套完整的量子门的单和双量子位操作。我们展示了一个量子点连接到引线可以用于自旋过滤和自旋读出，并作为一个自旋存储器设备。最后，我们重点讨论了量子点系统的实验表征，讨论了双量子点的输运性质，并展示了如何利用近藤关联来测量两个量子点自旋之间的海森堡交换相互作用。
2002-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
LCHO-CI method for the voltage control of exchange interaction in gated lateral quantum dot networks
我们提出了一个计算LCHO-CI方法，允许门控横向量子点网络中的交换相互作用的模拟。该方法是基于单粒子状态计算使用的线性组合的谐波轨道（LCHO）的每个点，和配置相互作用（CI）的相互作用的电子问题的方法。将LCHO-CI方法应用于每个量子点具有一个电子自旋的三量子点网络，导出了一个海森堡自旋哈密顿量。操纵的三自旋分子的自旋态通过施加偏压的点之一的证明和相关的有效交换相互作用参数的偏压依赖性。
2007-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin qubits in graphene quantum dots
我们提出了如何在石墨烯中形成自旋量子比特。实现这一目标的关键要求是找到量子点状态，其中块状石墨烯中通常的谷简并被解除。我们表明，这个问题可以避免在量子点的基础上的半导体扶手椅边界的石墨烯带。对于这样的设置，我们找到的能量和确切的波函数的束缚态，这是所需的局域量子比特。此外，我们发现石墨烯中的自旋量子比特不仅可以通过海森堡交换相互作用在最近的量子点之间耦合，而且可以在长距离上耦合。这一显著特征是石墨烯准相对论光谱的直接结果。
2007-01-19 cond-mat.mes-hall
Interaction-Driven Distinctive Electronic States of Artificial Atoms at the ZnO Interface
研究了在外加磁场中，ZnO界面上含有少量相互作用电子的平面量子点的电子态。在这些系统中，电子-电子相互作用效应预计将比传统的半导体量子系统（如GaAs或InAs量子点）强得多。为了突出ZnO量子点中更强的库仑效应，我们将该系统中的能谱和磁化强度与InAs量子点进行了比较。我们已经发现，在ZnO量子点，更强的库仑相互作用的签名表现在一个独特的基态，具有非常不同的属性比相应的InAs点。我们对磁化强度的研究结果也表现出了以前从未在量子点中观察到的行为：我们发现了更强的温度依赖性和其他意想不到的特征，例如量子点氦在高温下的顺磁性行为。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall
A nonlinear Bloch model for Coulomb interaction in quantum dots
本文首先导出了海森堡图中量子点中电子-电子相互作用的库仑哈密顿量。然后我们用这个哈密顿量来增强一个在密度矩阵中恰好是非线性的Bloch模型。从柯西问题的角度考虑了与电磁场相互作用时与麦克斯韦方程组的耦合。该研究是完成的数值结果和讨论忽略带内相干性，因为是在部分文献中所做的。
2014-02-12 cond-mat.mes-hall math-ph math.AP
Allowed and forbidden transitions in artificial hydrogen and helium atoms
原子中辐射跃迁的强度受选择定则控制。对氢和氦的允许跃迁的光谱研究为玻尔的原子模型提供了重要的证据。禁戒跃迁实际上是高阶过程或其他机制所允许的，它表明了量子数对系统的描述程度。我们将这些测试应用于半导体量子点（QD）中的量子态，这些量子点被视为人工原子。量子点中的电子以与真实原子中的电子相同的方式占据量子化状态。然而，与真实原子不同，量子点的限制势是各向异性的，并且电子可以容易地与材料的声子耦合。理解量子点的选择规则对于量子态的操纵是一个重要的问题。本文通过电子泵浦探测实验研究了单电子和双电子量子点（人造氢原子和氦原子）中声子发射的允许跃迁和禁戒跃迁，发现总自旋是人造原子中一个很好的量子数.这对于基于自旋的信息存储的潜在应用是有吸引力的。
2002-09-19 cond-mat.mes-hall
Strong coupling of a microwave photon to an electron on helium
EeroQ Corporation（EeroQ公司）
该研究通过混合电路量子电动力学装置首次实现氦表面电子与微波光子的强耦合，耦合强度超过电子退相干和谐振器损耗，为单电子级别的光子-物质相互作用研究奠定基础。
2025-09-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Signatures of long-range spin-spin interactions in an (In,Ga)As quantum dot ensemble
研究了单电荷量子点系综在磁场和圆偏振光激光泵浦下的电子自旋动力学。光谱激光器宽度被定制为使得不同组的量子点被相干地泵浦。令人惊讶的是，电子自旋极化的退相时间$T^*$仅微弱地依赖于激光光谱宽度。这些发现可以用具有长程电子自旋-自旋相互作用的耦合量子点的团簇理论来解释。我们提出了一个基于中心自旋模型的自旋动力学的数值模拟，该模型包括激光脉冲的量子力学描述以及每对电子自旋之间的与时间无关的海森堡相互作用。我们讨论了个人的退相的贡献来自欧弗豪泽场，电子$g$ -因素的分布和电子的自旋-自旋相互作用，以及激光脉冲的光谱宽度。该分析揭示了当增加光谱激光宽度时总退相时间的平衡效应。一方面，电子$g$ -因子的偏差增大。另一方面，由于自旋-自旋相互作用，越来越多的相干泵浦电子自旋同步。我们发现一个很好的协议之间的实验数据和退相时间的模拟使用指数分布的海森堡耦合的平均值$\overline{J}\approx 0.26\,\mathrm{μeV}$。
2018-06-28 cond-mat.mes-hall
Charge trapping in the system of interacting quantum dots
研究了$N$与连续谱态耦合的单能级量子点系统中存在库仑作用时的局域电荷动力学.不同的点的几何形状和初始电荷配置被认为是。分析是通过海森堡方程的局域电子对双光子。我们发现，电荷捕获发生在很宽的系统参数范围内，我们建议量子点的几何形状的实验观察这种现象。随着量子点数目的增加，库仑关联被显著抑制。我们发现了几个时间尺度的外观与强烈不同的弛豫速率的库仑相互作用值的范围很广。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall
Spin fluctuations in quantum dots
我们探讨量子点和纳米粒子的静态纵向和动态横向自旋极化率的哈密顿量的框架内，扩展的通用哈密顿量的情况下，单轴各向异性交换。对于伊辛和海森堡交换相互作用的极限情况，我们确定了单粒子能级的波动如何影响量子点中的Stoner不稳定性。我们把问题归结为某个高斯过程极值的统计问题。我们证明，尽管单粒子能级可能具有很强的随机性，但自旋磁化率及其所有矩在仅涉及平均能级间距的斯通纳不稳定性标准准则所确定的点处同时发散。
2014-08-25 cond-mat.mes-hall
Effective theory of monolayer TMDC double quantum dots
单层过渡金属二硫属化物（TMDC）是量子技术（如量子点）的有希望的候选者，因为它们是具有直接带隙的真正二维半导体。在这项工作中，我们从理论上分析了在这些材料的导带中产生的双量子点（DQD）系统的行为，其中两个电子处于（1，1）电荷配置。最近的实验进展的动机，我们考虑几种情况下，包括不同的自旋轨道分裂的两个点，包括谷简并解除由于绝缘铁磁衬底的情况下。最后，我们讨论了在何种情况下，它是可能的，以减少低能量子空间的最低Kramers对。我们发现，在这种情况下，低能量模型是形式上相同的海森堡交换哈密顿量。
2018-02-27 cond-mat.mes-hall
Molecular spintronics: Coherent spin transfer in coupled quantum dots
时间分辨的法拉第旋转最近证明了电子自旋在由共轭分子耦合的量子点之间的相干转移。利用耦合量子点的传输哈密顿量，我们计算了法拉第旋转信号作为一个函数的探测频率的泵浦探测设置使用中性量子点。此外，我们还研究了耦合量子点中一个自旋极化过剩电子的信号。我们表明，在这两种情况下，法拉第旋转角是由自旋转移概率和海森堡自旋交换能。通过与实验数据的比较，我们发现电子在导带中的转移矩阵元为0.08 eV量级，自旋转移几率为10%量级。
2004-09-10 cond-mat.mes-hall
Fast spin exchange between two distant quantum dots
相邻量子点之间的海森堡交换相互作用允许对自旋动力学进行精确的电压控制，这是由于能够通过栅电极精确控制轨道波函数的重叠。这允许研究基本的电子现象，并在量子信息处理中找到应用。虽然基于短程交换相互作用的自旋基量子线路是可能的，但可扩展的、长程耦合方案的开发构成了自旋量子比特社区内的关键挑战。基于电容耦合和腔介导的相互作用的方法有效地将自旋量子比特耦合到电荷自由度，使它们容易受到电诱导退相干的影响。另一种方法是通过量子介体来扩展海森堡交换相互作用的范围。在这里，我们表明，具有50-100个电子的多电子量子点作为一个优秀的调解人，保持所产生的自旋-自旋耦合的速度和相干性，同时提供几个功能，是具有实际意义的。这些包括速度（介导的两个量子比特速率高达几千兆赫兹），距离（微米级），电压控制，最佳点操作的可能性（降低对电荷噪声的敏感性），以及相互作用符号的反转（用于从噪声中动态解耦）。
2018-08-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Para-ortho transition of artificial H$_2$ molecule in lateral quantum dots doped with magnetic impurities
给出了掺杂磁性杂质的横向量子点中人工H $_2$分子随外磁场和柱塞栅电压变化的磁相图。Mn-Mn反铁磁-铁磁转变的开始是伴随着电子自旋单重态-三重态转变。我们采用组态相互作用方法将电子-Mn哈密顿量精确对角化，并将其映射为有效的Mn-Mn海森堡哈密顿量。我们发现，在低/高磁场下，Mn-Mn交换耦合可以用RKKY相互作用/磁极化子来描述.
2009-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Production of multipartite entanglement for electron spins in quantum dots
我们提出了如何利用系统中自然存在的单量子比特旋转和两量子比特海森堡交换相互作用在量子点链中产生真正的电子自旋量子比特的多体纠缠。我们表明，所需的操作，以产生纠缠态的GHZ-，集群和W-型的尺度与量子比特的数量呈线性关系的最小数量，并估计所产生的纠缠集群状态的量子数。由于所需的单量子比特和双量子比特操作最近已经实现，我们提出的方案开辟了与电子自旋量子比特的多体纠缠的实验研究的方式。
2007-11-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical control of coherent interactions between quantum dot electron spins
量子点中自旋之间的相干相互作用是量子门的关键要求。我们进行了泵浦-探测实验，在该实验中，以不同光子能量发射的脉冲激光操纵非均匀InGaAs量子点系综内的两个不同的电子自旋子集。自旋动力学通过它们在外部磁场周围的进动来监测。这些测量表明自旋进动相移和调制的幅度的一个子集的取向后，第二子集的光学取向的自旋。的意见是一致的结果，从一个模型使用海森堡的相互作用与microeV强度。
2011-09-30 cond-mat.mes-hall
Herzberg Circuit and Berry's Phase in Chirality-based Coded Qubit in a Triangular Triple Quantum Dot
我们提出了一个理论方案，在一个三角形的三重量子点分子与每个电子自旋的手征性为基础的编码量子比特的Herzberg电路和Berry的相位的控制积累。量子位被编码在具有总自旋$S=1/2$的三自旋复合物的两个简并态中。利用Hubbard和Heisenberg模型，通过连续调节量子点的能量和相邻量子点之间的隧道耦合，实现了围绕简并点的Herzberg电路.它明确表明，包围简并点导致的积累的几何贝里相位。我们发现，只有三角形，而不是线性的量子点分子允许产生贝瑞的相位，我们讨论了一个协议来检测这个几何相位。
2011-10-22 cond-mat.mes-hall
Microscopic origin of the effective spin-spin interaction in a semiconductor quantum dot ensemble
我们提出了一个单电荷量子点系综的微观模型，以揭示量子点中电子自旋之间的长程有效相互作用的起源。Wilson数值重整化群（NRG）被用来计算由生长诱导润湿层介导的有效自旋-自旋相互作用的大小和空间依赖性。令人惊讶的是，我们发现了一个反铁磁海森堡耦合非常短的量子点间的距离，这是由显着的粒子-空穴不对称性的润湿层带在非常低的填充。使用NRG的结果从现实的参数作为输入的半经典模拟的一个大的QD系综，我们表明，实验报告的相移之间的相干自旋动力学单色和双色激光泵浦可以重现我们的模型，解决了一个长期以来的神秘的微观起源的量子点间的电子自旋-自旋相互作用。
2022-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Site-resolved magnon and triplon dynamics on a programmable quantum dot spin ladder
本文利用锗量子点阵列结合数字量子比特操作与模拟哈密顿量演化，位点分辨地观测磁振子和三重子动力学及无序对传播的影响，为模拟多体局域化等现象奠定基础。
2025-06-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent spin state transfer via Heisenberg exchange
量子信息科学通过为计算、通信和传感提供资源有效的方法，有可能彻底改变现代技术。虽然在现实的量子器件中，物理量子比特将不可避免地遭受错误，但量子纠错为容错量子信息处理创造了一条道路。然而，量子纠错要求单个量子位可以与处理器中的许多其他量子位相互作用。设计这种高连接性可能会对电子自旋量子比特等平台构成挑战，这些平台自然有利于线性阵列。在这里，我们提出了一个实验演示的电子自旋态的传输通过海森堡交换的自旋量子比特阵列。我们在一个四量子点阵列中来回传输单自旋态和纠缠态，而不移动任何电子。由于它可以扩展到大量的量子比特，通过海森堡交换的状态转移将特别适用于基于自旋的量子计算机中的多量子比特门和纠错。
2019-07-12 cond-mat.mes-hall
Time-crystalline behavior in central-spin models with Heisenberg interactions
本文理论证明，在具有海森堡相互作用的中心自旋系统中，通过施加足够大的塞曼分裂或周期性额外脉冲，可在无序条件下实现时间晶体行为，并适用于XXZ系统。
2023-10-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gate-defined Kondo lattices with valley-helical quantum dot arrays
本文提出在伯纳尔双层石墨烯中用栅极定义一维和二维超晶格，使局域态耦合谷螺旋模式，从而在电子相互作用下实现电可调的近藤-海森堡模型，为原位研究近藤晶格相图提供了无扭转无序的新平台。
2025-05-30 cond-mat.mes-hall
Resonant driving of a single photon emitter embedded in a mechanical oscillator
将微观机械谐振器耦合到纳米级量子系统使得能够经由量子系统控制机械谐振器，反之亦然。耦合通常通过机械谐振器的功能化来实现，但这会导致额外的质量和耗散通道。另一种选择是基于应变的固有耦合。我们在这里采用单片半导体系统。纳米尺度的量子系统是一个量子点;机械谐振器是一个微观喇叭，它同时优化了机械和光子特性。量子点跃迁是共振驱动的。通过共振荧光，我们观察到机械布朗运动，即使在4 K，并证明耦合到不同类型的机械模式。我们确定了一个机械模式的协同比大于1。我们分析表明，位移测量的海森堡极限可以达到与嵌入式两能级系统的情况下，变换有限的光发射器与完美的光子检测。我们认为，操作接近海森堡极限是可以实现的最先进的量子点设备。
2016-08-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical measurement and modeling of interactions between two hole or two electron spins in coupled InAs quantum dots
通过相干隧穿耦合的量子点中的两个电子自旋通常被认为近似服从海森堡各向同性交换。这还没有建立两个洞。在这里，我们测量光谱的两个空穴和两个电子在两个垂直堆叠的自组装InAs量子点使用光谱作为一个功能的电场和磁场。我们发现，这两个系统的交换是近似各向同性的，但显着的不对称贡献，所产生的自旋轨道和塞曼相互作用与空间不对称性相结合，需要解释大anticrossings和精细结构的能量分裂的光谱。非对称贡献的各向同性的哈密顿量的电子是百分之几的顺序，而空穴是一个数量级更大。
2013-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spins in few-electron quantum dots
本文从实验的角度介绍了含有一个或两个电子的量子点中的自旋物理。从实验中提取自旋性质的各种方法，仅限于电测量。此外，实验技术进行了讨论，允许：（1）旋转的电子自旋到一个叠加的上下，（2）测量的量子态的一个单独的自旋和（3）控制的相互作用之间的两个相邻的自旋海森堡交换相互作用。最后，回顾了相关弛豫和失相机制的物理学，并将实验结果与自旋轨道和超精细相互作用的理论进行了比较。所有这些主题都与量子信息处理和单自旋自旋电子学（即单自旋电子学）领域直接相关。
2007-06-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exchange coupling in a linear chain of three quantum-dot spin qubits in silicon
自旋量子位之间的量子门可以利用彼此接触的两个电子之间的自然海森堡交换相互作用来实现。这种相互作用是可控的，只要它们占据相邻的量子点，就可以通过电学调整量子点系统中电子波函数之间的重叠来控制。另一种途径是探索超交换--由第三个空闲电子介导的远程自旋之间的耦合，它桥接了量子点之间的距离。我们实验证明直接交换耦合和第二邻居介导的超交换在硅中的三个单电子自旋量子比特的线性阵列，从电子自旋共振频谱推断的证据。我们确认理论上通过原子模型的设备的几何形状只允许相当大的直接交换耦合相邻的点，而下一个最近的邻居耦合不能干从消失的小尾巴的电子波函数的远程点，只有当调解是可能的。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coupled quantum dots as quantum gates
我们考虑了一种新的基于耦合半导体量子点中电子自旋的量子门机制。这种门提供了一个通用的自旋纠缠源，可以用于量子计算机。我们确定了有效海森堡模型中的交换耦合J作为磁场（B）和电场的函数，以及在分子物理的Heitler-London近似下的点间距离（a）。这一结果是通过使用sp-杂交，并通过Hund-Mulliken分子轨道的方法，导致扩展的哈伯德描述的两点系统，显示出显着的依赖B和一个由于长程库仑相互作用细化。我们发现，交换J在有限场改变符号（导致磁化强度的明显跳跃），然后指数衰减。计算了耦合点的磁化强度和自旋极化率。我们表明，由于在GaAs核自旋的退相可以强烈抑制动态核自旋极化和/或磁场。
1998-10-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin Decoherence from Hamiltonian dynamics in Quantum Dots
作为量子点中自旋退相干的模型，研究了自旋为1/2的粒子通过各向同性海森堡相互作用耦合到核自旋浴中的动力学。计算了中心自旋随时间变化的极化率，它是溶液自旋分布和初始溶液态极化率的函数。在短时间内，中心自旋的极化呈现出高斯衰减，而在稍后的时间内，它又呈现出非单调的时间依赖性。退相干时间尺度依赖于浴旋分布的时刻，也依赖于不同浴旋通道中的极化强度。镀液极化有增加退相干时间尺度的趋势。中心自旋极化的有效动力学过程可用一个具有非马尔可夫特征的主方程描述。
2006-07-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
