Radius-Voltage Relation of Graphene Bubbles Controlled by Gate Voltage
衬底上的石墨烯可以形成气泡上升到片材上方。在某些情况下，气泡是一个完美的球面冠，其半径可以通过外部电场来调节。在这篇文章中，我们从理论上研究了球形气泡的半径与电压的关系。计算结果与最近通过施加栅极电压控制的石墨烯气泡的实验吻合良好[Appl. Phys. Lett. 99，093103（2011）]。
2013-12-06 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled semimetal-topological insulator transition in an InAs/GaSb heterostructure
我们报道了半金属InAs/GaSb异质结构到拓扑绝缘体的栅控转变。通过降低带反转的程度与前和背栅电压引起的过渡。纵向电阻峰的温度依赖性表明，随着栅极电场的增加，体区域中的能隙打开。体传导的抑制和过渡到一个拓扑绝缘体确认使用双锁定技术，这使我们能够严格比较不同的电流路径的样品中的电压分布，而不受随时间变化的电阻波动的影响的非局部电阻测量。
2015-06-19 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled transmission of quantum Hall edge states in bilayer graphene
二维电子气的量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的边缘态是研究体激发的关键。在这里，我们展示了双层石墨烯中边缘态的受控传输。由一个独立的门控制，边缘模式的后向散射率连续调谐从0到接近1，与分数量化值对应的个别模式的顺序完整的后向散射。我们的实验证明了在双层石墨烯中可控地操纵边缘态的可行性，从而为更复杂的实验打开了大门。
2018-02-03 cond-mat.mes-hall
Gate controlled Majorana Zero Modes on 2D heterostructures
半整数电导，签名的马约拉纳边缘模式，最近已被观察到的量子反常霍尔绝缘体/超导体异质结构。本文分析了薄膜拓扑超导体中Majorana零模简并基态的门控可调控制方案。选通薄膜磁性拓扑绝缘体的顶表面控制栅极下方区域中的拓扑相位。转换的电压取决于栅极宽度，较窄的栅极需要较大的电压。需要微米量级的相对长的栅极，以防止末端模式的混合，并允许在低栅极电压下产生MZM。向T形和I形栅极施加电压将马约拉纳定位在它们的末端。该方案为实现拓扑量子计算中的量子门提供了一种简便的方法。
2018-07-08 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled conductance enhancement from quantum Hall channels along graphene p-n junctions
使用各种接触和栅极几何形状的量子霍尔通道内的石墨烯块的形成进行了研究。沿样品的纵向产生pn结，并且在双极掺杂的情况下，由于在体中形成新的导电沟道，观察到增强的电导，所述沟道的位置、传播方向以及在一种几何形状中与电极的耦合由器件两端的栅极控制填充因子确定。这种效应可以用来探测量子霍尔通道的行为和相互作用，以防止边缘处不受控制的散射。
2016-06-26 cond-mat.mes-hall
Interplay of h/e and h/2e Oscillations in Gate-Controlled Aharonov-Bohm Rings
通过分析栅控Aharonov-Bohm环中电导振荡随栅压和磁场的变化，研究了Rashba自旋轨道相互作用引起的自旋干涉.用散射矩阵方法研究了一维导线上量子散射体对透射和反射振幅相位的影响。的传输和反射振幅的变化所造成的量子散射体的粒子移动的内部和外部环被示出定义的奇偶性和电导振荡。
2004-07-28 cond-mat.mes-hall
Reconfigurable quantum logic gates using Rashba controlled spin polarized currents
提出了一种基于Rashba场耦合窗口的二维双量子线系统中的可重构逻辑门。操纵进入电子的自旋状态，可以实现几个量子逻辑门（OR，AND，XOR，CNOT）。仅通过调整Rashba参数即可切换逻辑门功能。在这种情况下，我们调查合适的配置的设备区域通过嵌入位于耦合区的量子点接触，以获得所有四个逻辑门。在多通道、多终端系统的框架下，利用有效质量散射理论计算了弹道自旋极化传输函数。由于其通用性，所提出的逻辑门可以集成在可编程架构中，能够实现经典和量子算法。
2018-12-15 cond-mat.mes-hall
Single and double finger-gate controlled spin electronic transport with an in-plane magnetic field
采用传播矩阵方法研究了单指栅和双指栅控制的分裂栅量子器件中自旋分辨的电子输运。我们展示了Rashba和Dresselhaus自旋轨道（SO）相互作用以及塞曼（Z）场的相互作用如何影响量子输运特性。在不考虑Dresselhaus效应的情况下，在SO-Z能隙范围内，SFG系统的类空穴和类电子准束缚态之间存在镜像对称性，而DFG系统的情况则不然.对于Dresselhaus相互作用，我们能够解析地确定SFG和DFG结合态的结合能。此外，DFG谐振态可以通过调整指状栅极之间的距离来确定。
2016-12-18 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled spin-orbit interaction in a parabolic GaAs/AlGaAs quantum well
我们研究的自旋-轨道相互作用的可调谐性在一个二维电子气的前，背栅电极通过监测漂移电子的自旋进动频率使用时间分辨克尔旋转。Rashba自旋分裂可以通过门偏置来调节，而我们发现一个小的Dresselhaus分裂，它仅弱依赖于门。我们确定的两个组件的绝对值和符号，并表明零Rashba自旋分裂的各向异性的自旋退相率消失。
2009-07-14 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled spin polarized current in ferromagnetic single electron transistors
我们通过使用涉及自旋和电荷自由度的二维状态空间应用主方程计算，从理论上研究了铁磁/正常金属/铁磁单电子晶体管中的自旋相关输运。当铁磁引线的磁化方向反平行排列时，自旋在岛中积累，并且两个自旋的化学势差被建立。这种化学势的变化作为岛中的电荷偏移，并改变自旋电流的栅极依赖性。利用这种效应，可以通过调节栅极电压来控制电流的极化直到铅的极化。
2001-09-21 cond-mat.mes-hall
Gate voltage controlled electronic transport through a ferromagnet/normal/ferromagnet junction on the surface of a topological insulator
研究了拓扑绝缘体表面铁磁/正常/铁磁结的电子输运性质，正常段加栅压.结果表明，电导随正常段宽度和栅压的变化而振荡，随着正常段宽度的增加，电导的最大值逐渐减小，而电导的最小值趋于零。电导可以像自旋场效应晶体管一样通过调节栅极电压来控制。发现由于反常输运，磁电阻比可以很大，也可以为负值。此外，当在表面平面中存在磁化分量时，表明只有平行于结界面的分量对电导有影响。
2012-11-28 cond-mat.mes-hall
All-optical controlled phase gate in quantum dot molecules
提出了一种利用绝热通道和空穴隧穿在量子点分子中实现的双量子比特光控相位门。我们的方案结合了当前一代垂直堆叠自组装InAs量子点和绝热通道的优点。仿真结果表明，该门的保真度超过0.98。
2015-05-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum optical interface for gate-controlled spintronic devices
我们描述了一种光电结构，在这种结构中，电子门定义的量子点中的电荷和自旋自由度可以相干地耦合到光。这是通过电子-电子相互作用或通过电子隧穿进入近端自组装量子点来实现的。我们通过考虑几种量子控制技术，包括门控半导体量子位的光学读出和纠缠光子自旋对的控制产生，说明了这种方法的潜在应用。
2006-12-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gate-controlled nuclear magnetic resonance in an AlGaAs/GaAs quantum Hall device
本文研究了带有侧栅的AlGaAs/GaAs量子霍尔器件中的核磁共振（NMR）探测。电子和核自旋之间的超精细相互作用的强度通过使用侧栅极电压相对于极化核自旋调谐二维电子系统的位置来调制。在半导体器件中，通过门调谐技术系统地控制NMR频率。
2006-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlled phase gate in exchange coupled quantum dots affected by quasistatic charge noise
针对半导体量子比特中电荷噪声影响两比特门保真度的问题，研究了准静态失谐噪声对双量子点自旋比特受控相位门的作用，推导了弱噪声下相关解析表达式并验证了序列保真度指数衰减规律仍成立。
2023-12-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controlled-Z gate for transmon qubits coupled by semiconductor junctions
我们分析了两个量子位通过外延半导体结的耦合。特别是，我们考虑三种配置，包括对transmons或gatemons，以及gatemon一样的两个量子位形成的外延四端结。这三种配置通过向半导体结附近的金属栅极施加电压来提供量子位之间的相互作用的电控制，并且可以用于自然地实现受控Z栅极（CZ）。我们计算了这种CZ门的保真度和定时。我们证明了在没有退相干的情况下，CZ门可以在$50\ {\rm ns}$下进行，门误差低于$10^{-4}$。
2018-01-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gate-controlled ultraviolet photo-etching of graphene edges
研究了正负栅电场作用下石墨烯在紫外光照射下的化学反应性。当施加负栅极电压时，石墨烯边缘被选择性地蚀刻，而对于正栅极电压，反应性被显著抑制。氧吸附到石墨烯上受到在先前的电测量期间实现的最终状态的费米能级的显著影响。在负到正栅极扫描之后的UV照射导致主要的氧解吸，而在相反方向上的栅极扫描之后的UV照射导致石墨烯边缘的蚀刻。
2013-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vanadium gate-controlled Josephson half-wave nanorectifier
最近，通过静电门控来调节常规金属超导体的临界电流的可能性被显示在导线、约瑟夫森弱连接和超导体-正常金属-超导体结中。在这里，我们利用这样的技术，以证明栅极控制的钒基Dayem纳米桥作为\emph{half-wave}整流器在$3$ K。我们的器件利用了约瑟夫森结的临界电流的栅极驱动调制，以及由此产生的正常状态电阻的急剧变化，将施加到栅极电极的AC信号转换为跨结的DC信号。全金属超导门控整流器可以提供实现可调谐光子探测器和二极管的超导电子电路的使能技术。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing spin entanglement by gate-voltage-controlled interference of current correlation in quantum spin Hall insulators
我们提出了一种纠缠探测器，它由两个量子自旋霍尔绝缘体和一个沉积在边缘通道上的侧门组成。在交流栅压下，纠缠电子对贡献的微分噪声呈现出非平凡的阶跃结构，由此可以很容易地得到自旋纠缠的纠缠度。量子自旋霍尔绝缘体中可能的自旋退相效应也包括在内。
2014-05-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realizing flexible two-qubit controlled phase gate with a hybrid solid-state system
提出了一种实现灵活的双量子比特控制相位门的理论方案。利用传输线谐振器诱导金刚石中的氮空位与超导量子比特之间的耦合。N-V中心作为控制量子位，超导量子位作为目标量子位。通过调节外磁通，我们获得了随机超导量子比特与传输线谐振器之间理想的耦合。此外，我们的协议可以通过目前的实验技术来实现。
2011-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microwave-Activated Controlled-Z Gate for Fixed-Frequency Fluxonium Qubits
超导磁通鎓电路是一个具有强非谐谱的人造原子：当偏置在半通量量子时，最低量子比特跃迁的频率比高能级跃迁的频率小一个数量级。类似于传统的原子系统，计算和非计算子空间之间的这种频率分离允许量子比特相干性和两量子比特相互作用的独立优化。在这里，我们描述了一个控制Z门的两个磁通连接电容或电感，与量子位跃迁固定在500 MHz附近。在涉及第二激发态的谐振下通过微波驱动来激活栅极。我们估计本征门的栅时间低于100 ns的结晶度超过99.9%。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Benchmarking Coherent Errors in Controlled-Phase Gates due to Spectator Qubits
操作多量子比特量子处理器的主要挑战是减轻多量子比特相干错误。对于超导电路，除了由控制线的不完全隔离引起的串扰之外，量子位之间的色散耦合是多量子位相干误差的主要来源。我们基准相位误差在受控相位门由于色散耦合的任一量子比特参与一个或多个旁观者量子比特的门。我们使用量子过程层析术测量相关的门不保真度。此外，我们指出，由于门量子位在门期间耦合到非计算状态，两量子位条件相位误差会增强。我们的工作是重要的理解限制的保真度的两个量子比特门有限的开/关比在多量子比特设置。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topologically protected quantum gates for computation with non-Abelian anyons in the Pfaffian quantum Hall state
我们扩展了Das Sarma等人最近提出的使用Pfalan量子霍尔态的拓扑量子计算方案，在某种程度上，可能潜在地允许拓扑保护构造一组通用的量子门。我们首次构造了一个完全基于Pfronan量子比特的准空穴编织的拓扑保护的受控非门。除了pi/8门之外，所有单量子位门也都是通过准孔编织显式实现的。代替pi/8门，我们试图构建一个拓扑保护的Toffoli门，在受控相位门和CNOT方面，或者通过基于辫子群的受控Z前体。我们还给出了Bravyi-Kitaev双量子比特门g_3的拓扑保护实现。
2006-11-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Antiferromagnetic Skyrmion-Based Logic Gates Controlled by Electric Currents and Fields
反铁磁体具有零杂散磁场、抗外磁场和超快动力学等独特的性质，是自旋电子学应用的重要材料，近年来引起了人们的广泛兴趣。在这项工作中，我们研究了孤立的skyrmions在反铁磁纳米轨道与电压门控区域的动力学。结果表明，驱动电流和压控磁各向异性梯度可以共同控制Skyrmion。我们进一步提出了一种基于反铁磁skyrmion操作的逻辑计算门的设计，该设计结合了几种相互作用和现象，包括自旋霍尔效应，压控磁各向异性效应，skyrmion-skyrmion相互作用和skyrmion-edge相互作用。所提出的逻辑门可以执行逻辑AND、OR、NOT、NAND和NOR门的基本布尔运算。我们的研究结果可能会对基础物理产生重大影响，并有助于设计未来的非易失性逻辑计算设备具有超低能耗和超高存储密度。
2021-07-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Heat Transistor: Demonstration of Gate-Controlled Electron Refrigeration
我们目前的实验超导正常金属电子制冷机的制度，单电子充电效应是显着的。该系统用作热晶体管，即，从普通金属岛出来的热通量可以用栅极电压来控制。单电子隧穿的框架内开发的理论模型提供了一个完整的定量协议与实验。这项工作作为第一个实验观察库仑控制的传热，特别是在介观系统的制冷。
2007-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Measurement based Controlled Not gate for topological qubits in a Majorana fermion quantum-dot hybrid system
提出了一种在量子点-马约拉纳-费米子混合系统中实现拓扑量子比特的受控非门的方案。量子信息被编码在马约拉纳费米子对上，马约拉纳费米子存在于沉积在s波超导体上的量子纳米线的拓扑平凡和非平凡部分之间的界面上。一个基于测量的双量子位受控非门是在量子点辅助的奇偶测量的帮助下产生的，然后是指定的单量子位门。通过Aharonov-Casher效应实现了对量子点和拓扑量子比特的奇偶性测量。
2013-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Holonomic multi-controlled gates for single-photon states
Institute for Complex Systems, National Research Council (ISC-CNR)（国家研究委员会复杂系统研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Florence（佛罗伦萨大学物理与天文学系）；Department of Physics, University of Sapienza（罗马大学物理系）；Research Center Enrico Fermi（恩里科·费米研究中心）
本文提出利用非阿贝尔汇合实现多控量子门，展示了单光子态上的CNOT、SWAP及Toffoli门，并实现了德鲁恩量子查询算法。
2025-12-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simple implementation of high fidelity controlled-$i$SWAP gates and quantum circuit exponentiation of non-Hermitian gates
$i$交换门是纠缠交换门，其中如果量子位的状态被交换，则量子位获得$i$的相位。在这里，我们提出了一个简单的实现控制- $i$交换门。该门可以通过几个控制器来实现，并通过施加单个通量脉冲来工作。门时间是独立的控制的数量，我们发现任何数量的控制的高quantiities。我们讨论了使用超导电路的门的实现，并提出了一个现实的实施方案，其中我们已经考虑到超导芯片上的消相干噪声和制造误差，通过蒙特卡罗模拟可能的误差。然而，本文提出的总体思路并不限于这种实现。在某些量子信息方案中需要对量子门进行幂运算，因此我们还提出了一种用于对$i$交换门和其他非埃尔米特门进行概率幂运算的量子线路。
2020-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Controlled-Not Quantum Logic Gate in Two Strongly Coupled Semiconductor Charge Qubits
可扩展量子信息处理的一个关键要求是实现多量子位量子门。通用多量子位门可以由一组通用单量子位门和任何一种双量子位门（如受控非（CNOT）门）实现。半导体量子点量子比特由于其大规模集成的潜力而成为量子计算物理实现的主要途径。到目前为止，双量子位门操作仅在基于单个电子自旋的量子点系统中得到证明。由于去相干时间相对较短，量子点中的电荷量子比特通常被认为是优于单量子比特水平的。在这里，我们展示了基准CNOT门在两个电容耦合的电荷量子比特，每个由一个电子限制在GaAs/AlGaAs双量子点。由于量子比特间的强耦合，门操作的时钟速度可达5GHz。一个处理层析成像显示，通用的两个量子位门操作具有可比的双量子位门的自旋。我们的研究结果表明，半导体电荷量子位在可扩展的量子计算方面具有相当大的潜力，并且可能会刺激远程库仑相互作用在其他设备中用于相干量子控制。
2014-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Using hybrid topological-spin qubit systems for two-qubit-spin gates
我们研究了一个混合量子系统，包括自旋量子比特，基于量子点中电子的自旋，和拓扑量子比特，基于马约拉纳费米子。在这样的系统中，量子点上的电荷的门控控制允许在自旋量子位和拓扑量子位之间转移量子信息，并且拓扑系统可以用于促进在空间上分离的量子点之间转移自旋量子位并且初始化纠缠的自旋量子位对。在这里，我们表明，耦合到拓扑系统也使得有可能在空间上分离的自旋量子比特上执行纠缠双量子比特门。双量子位门基于拓扑保护的编织操作、点和边缘马约拉纳模式之间的门控电荷转移以及拓扑量子位状态的测量的组合。
2012-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Fast logic with slow qubits: microwave-activated controlled-Z gate on low-frequency fluxoniums
我们证明了一个可控Z门之间的电容耦合磁通鎓量子比特与过渡频率$72.3~\textrm{MHz}$和$136.3~\textrm{MHz}$。该门由$61.6~\textrm{ns}$长脉冲以非计算跃迁$|10\rangle - |20\rangle$和$|11\rangle - |21\rangle$之间的频率激活，在此期间，量子位分别仅完成$4$和$8$拉莫尔周期。$(8\pm1)\times 10^{-3}$的测量门误差受到非计算子空间中的去相干的限制，这将可能在下一代器件中得到改善。虽然我们的量子比特比transmons慢大约50倍，但双量子比特门比transmons上的微波激活门更快，并且门误差与报道的最低误差相当。低频磁通量的结构优势包括长量子比特相干时间、计算子空间中的弱杂化、抑制的残余$ZZ$耦合率（这里是$46~\mathrm{kHz}$）以及不存在过多的参数匹配或复杂的脉冲整形要求。
2020-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Gate-Controlled Quantum Dots Based on Two-Dimensional Materials
二维（2D）材料是一系列层状材料，表现出丰富的奇异现象，如山谷对比物理。在单粒子水平上，揭示这些材料的基础物理和潜在应用，包括量子信息处理，吸引了重大的研究兴趣。为了释放这些巨大的潜力，门控量子点结构已经被应用于二维材料及其异质结构。这样的系统提供了在这些材料中对单个载流子进行电约束、控制和操纵的可能性。在这篇综述中，二维材料中的门控量子点的努力。在简单介绍了谷自由度和栅控量子点系统的基础上，重点介绍了二维材料中刻蚀和栅控量子点的最新研究进展，特别是石墨烯和过渡金属二硫族化合物。从器件设计、制造方案和控制技术等方面讨论了该领域未来发展的挑战和机遇。这一领域的快速发展不仅为自旋谷物理的理解提供了新的思路，也为研究各种凝聚态物理现象和实现二维极限下的量子计算提供了理想的平台。
2022-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Implementation of Clifford gates in the Ising-anyon topological quantum computer
给出了Clifford门在Ising拓扑量子计算机中的存在性和可实现性的一般证明。我们证明了所有可以通过编织Ising任意子实现的量子门都是Clifford门。我们发现两个量子比特的编织门耗尽了整个两个量子比特的Clifford群。通过对n个\geq 3量子比特的Clifford群的结构分析，证明了辫子群的像是Clifford群的非平凡子群，从而证明了在Ising拓扑量子计算方案中，并非所有的Clifford门都可以通过辫子来实现.我们还指出，克利福德门一般不能实现的编织。
2008-12-12 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
