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
A vertical gate-defined double quantum dot in a strained germanium double quantum well
本文提出利用多量子阱异质结构超越平面系统，在应变锗双量子阱中实现了栅极定义垂直双量子点的运行，通过量子输运测量验证了其垂直堆叠结构，并讨论了在量子计算与模拟中的应用前景。
2023-05-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-fidelity CNOT gate for spin qubits with asymmetric driving using virtual gates
最近的实验已经证明了两个量子比特的保真度超过99%，然而，理论上，CNOT操作的保真度受到系统哈密顿量中非对角项所描述的非共振驱动的限制。在这里，我们调查这些非对角的贡献，我们提出了几个数量级的保真度改善使用非对称驱动。因此，我们提供了一个简单的电容模型的基础上的交流虚拟门的描述，它不仅能够高保真CNOT，但也串扰减少时，按比例放大自旋量子位器件到更大的阵列。
2021-12-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum dot-based high-fidelity universal quantum gates in noisy environment
本文针对噪声环境下的量子点自旋量子比特，利用Lindblad主方程对NOT门、Hadamard门和Toffoli门的自旋动力学与噪声过程进行建模，确定了外部磁场的工作范围以实现高保真度通用量子门操作，并提供了模拟更大规模量子处理器的通用框架。
2024-11-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-fidelity entangling gate for double-quantum-dot spin qubits
半导体中的电子自旋是有希望的量子比特，因为它们的长相干时间使近10^9相干量子门操作成为可能。然而，开发可扩展的高保真双量子比特门仍然具有挑战性。在这里，我们展示了一个纠缠门之间的两个双量子点自旋量子位在GaAs中，通过使用磁场梯度之间的两个量子点在每个量子位，以抑制退相干由于电荷噪声。当磁梯度主导电子之间的电压控制交换相互作用时，量子比特相干时间增加一个数量级。使用随机基准测试和自洽的量子测量，状态和过程断层扫描，我们测量单量子位门的保真度约为99%和纠缠门保真度为90%。在未来，在无核自旋材料（如Si）中操作具有大梯度的双量子点自旋量子比特，应该能够实现超过容错量子信息处理阈值的双量子比特门保真度。
2016-08-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Pulse-gated quantum dot hybrid qubit
由双量子点中的三个电子形成的量子点混合量子位具有高速的潜力，因为存在量子位变得类似电荷的能级交叉。在这里，我们展示了如何充分利用脉冲门控方案中的能级交叉，该方案将自旋量子位分解为一系列电荷跃迁。我们开发一个和两个量子位直流量子门，比以前提出的交流门更简单。我们得到的控制序列的封闭形式的解决方案，并表明，这些亚纳秒门可以实现高quantiities。
2012-07-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dispersive Readout of a Few-Electron Double Quantum Dot with Fast rf Gate-Sensors
我们报道了利用原位栅电极作为灵敏探测器，在少电子区实现了双量子点电荷态的色散读出。我们基准此门检测技术对完善的量子点接触（QPC）电荷检测器，并发现相当的性能与10 MHz的带宽和6.3 × 10-3 e/ \sqrt Hz的等效电荷灵敏度。色散栅传感减轻了量子点系统中单独的电荷检测器的负担，并有望在按比例放大的阵列中实现量子位的读出。
2012-10-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tuning inter-dot tunnel coupling of an etched graphene double quantum dot by adjacent metal gates
石墨烯双量子开启了利用电荷或自旋自由度在这种新型电子材料中存储和操纵量子信息的可能性。然而，蚀刻的石墨烯纳米结构中的杂质和边缘紊乱阻碍了控制点间隧道耦合的能力，tc是人工分子最重要的特性。在这里，我们报告的tc在全金属栅调谐石墨烯DQD的测量。我们发现，TC可以控制连续约四个因素，采用一个单一的门。此外，当电子被一个接一个地栅极泵浦到点中时，tc可以单调地改变为另一个因子4。结果表明，蚀刻DQD中的隧道耦合强度可以在相当宽的范围内以可控的方式变化，这改善了使用石墨烯作为量子位应用的基础材料的前景。
2013-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast Two-Qubit Gates in Semiconductor Quantum Dots using a Photonic Microcavity
量子计算的实现需要快速的单量子位和多量子位量子门操作。在光控量子点量子比特的情况下，满足量子计算中所有要求的远程两个或多个量子比特操作的理论设计还不可用。我们已经开发了一种快速，远程两量子比特门的设计，通过使用量子点腔系统的激发态的光子微腔模式介导，以满足这些需求。这种设计不需要相同的量子位，它与可用的光诱导单量子位操作兼容，并且它为可扩展的架构提供了机会。我们表明，门保真度可以超过90%的实验访问系统。
2013-01-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-fidelity gates in quantum dot spin qubits
已经提出了几种逻辑量子比特和量子门用于由施加到顶栅的电压控制的半导体量子点。不同的计划可能很难进行有意义的比较。在这里，我们开发了一个理论框架，以平等地评估不同的量子比特门控方案。我们将该方法应用于两种类型的双点量子比特：单重态-三重态（ST）和半导体量子点混合量子比特。我们研究了三种翻转量子比特状态的量子门：DC脉冲门，基于逻辑量子比特共振（LQR）的AC门，以及被称为受激拉曼绝热通道（STIRAP）的类似门的过程。这些门都是由交换相互作用介导的，该交换相互作用是使用点间隧道耦合$g$和失谐$ε$实验控制的，失谐设置了点之间的能量差。我们的程序有两个步骤。首先，我们优化门保真度（$f$）固定$g$作为其他控制参数的函数，这产生了一个$f^\text{opt}(g)$，是通用的不同类型的门。接下来，我们确定对控制参数的物理约束;这产生了特定于量子位门组合的上限$f^\text{max}$。我们表明，类似的门结晶度（$ \sim 99.5$ %）应可达到ST量子位在同位素纯化的硅，和混合量子位在天然硅。由于核自旋产生的波动磁场$ΔB$，GaAs器件获得了相当低的结晶度。
2013-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optically controlled phase gate for two spin qubits in coupled quantum dots
我们提出了一个可行的方案，在相邻的自组装量子点中的两个传导电子自旋量子比特之间实现光控相位门。点之间的相互作用是介导的隧穿的价空穴状态，这是激活，只有通过施加正确的偏振和频率的激光脉冲。结合空穴隧穿和泡利阻塞效应，我们得到了两个量子点的条件动力学，这是我们门操作的本质。我们的研究结果与最近一代垂直堆叠自组装InAs量子点明确相关，并表明通过避免意外动力学的设计，理论上可以在10 ps范围内实现门，保真度超过90%。因此，我们的提议为量子点中的超快量子逻辑的演示提供了一条可行的途径。
2015-05-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Noise-Protected Gate for Six-Electron Double-Dot Qubits
在中等磁场中，六电子双量子点中的单重态-三重态自旋量子比特可以表现出对电荷噪声的优异免疫性。这种免疫力来自圆形量子点的第二能量层中轨道的对称性：在这个层中的单重态和三重态具有相同的电荷分布。我们的相位门模拟，其中包括$1/f$电荷噪声波动的陷阱，表明这种对称性是最有效地利用，如果栅极操作之间的甜蜜点深（3，3）和（4，2）的电荷稳定区域迅速切换;预测非常接近一，如果可以进行亚纳秒切换的结晶度。
2014-08-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-Qubit Geometric Phase Gate for Quantum Dot Spins using Cavity Polariton Resonance
我们描述了一种实现两量子位几何相位门的设计，通过该设计，限制在相邻量子点中的一对电子发生纠缠。纠缠是光激发激子-极化激元与局域自旋之间库仑交换相互作用的结果。这种光学耦合类似于电子-电子Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用，提供了具有中等腔品质因数Q的高速、高保真度双量子比特门操作。通过优化光脉冲参数（脉冲宽度和能量），可以减小由于极化激元寿命有限而引起的误差。所提出的设计，使用静电量子点，最大限度地纠缠，并确保可扩展性。
2012-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Intrinsic phonon decoherence and quantum gates in coupled lateral quantum dot charge qubits
Hayashi等人最近的实验[Phys.Rev.Lett. 91，226804（2003）]证明了在横向限定的量子点中电荷量子位（qubit）的相干振荡。我们研究了本征电子-声子消相干和门的性能，为下一步：一个系统的两个耦合的电荷量子比特。有效的退相干模型包含了局部退相干和集体退相干的性质。退相干通道可以通过它们的多极矩来分类，这导致了不同的低能谱。结果表明，由于超欧姆谱的存在，单量子位Hadamard门的质量受到限制。通过使用具有弱隧道耦合的双点，可以显著地改善。
2005-07-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Robust high-fidelity universal set of quantum gates through non-adiabatic rapid passage
我们展示了如何使用单一形式的非绝热快速通道来实现一个强大的高保真通用量子门集，其参数被优化以最大化门保真度和奖励门鲁棒性。通用集合中的每个门都以0.99988 < F < 0.99999范围内的保真度F工作，并且需要不超过14位（1/10，000）精度的控制参数。这样的精度是在商业上可用的任意波形发生器的范围内，因此，对这种高保真通用量子控制方法的实验研究似乎是可行的。
2011-08-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Second Quantization: Gating a Quantum Dot Through the Sequential Removal of Single Electrons from a Nanoscale Floating Gate
本文提出用AFM针尖作为可移动低温开关对纳米级浮栅充电，将量子点浮栅电极缩小至约100纳米，并通过单电子泄漏统计测得约10^19欧姆的浮栅泄漏电阻。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-Fidelity Entangling Gates for Quantum-Dot Hybrid Qubits Based on Exchange Interactions
量子点混合量子比特利用了扩展的电荷噪声最佳点，该最佳点抑制了失相，并且使得高保真单量子比特门的实验实现成为可能。然而，目前提出的双量子比特门需要将量子比特从它们的最佳点调出来。在这里，我们提出了一种基于交换相互作用的双混合量子比特耦合方案，该方案允许量子比特始终保持在其最佳点。通过量子比特间的隧道耦合来控制相互作用。通过模拟这种门在现实的准静态和$1\!/\!f$电荷噪声的存在下，我们表明，我们的方案应使长度为$\sim$ 5~ns的受控$Z$门，和长度为$\sim$ 7~ns的Z-CNOT门，两者都具有$>$ 99.9\%。
2020-01-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single-electron occupation in quantum dot arrays at selectable plunger gate voltage
针对半导体量子比特因尺寸小而对环境敏感、需定制栅极电压限制单电荷从而影响扩展性的问题，提出仅通过临时施加应力电压来调谐并均等化栅极电压的方法，在双量子点和2×2四重量子点中实现了预定电压下的稳定单电子占据，为推进量子硬件放宽了控制要求。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gate reflectometry in dense quantum dot arrays
该研究在工业制造的2×2硅量子点阵列中证明，仅凭单栅高频反射测量即可实现四点单电子占据与运动检测，并支持点间电荷弛豫和无电子库电荷传感表征。
2023-06-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Manipulative Properties of the Asymmetry Double Quantum Dots via Laser and Gate Voltage
本文采用密度矩阵方法研究非对称双量子点系统，发现激光脉冲或门电压可操控其增益、吸收、色散及隧穿转移的态布居，为量子系统电光操控提供可能。
2024-03-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Efficient orthogonal control of tunnel couplings in a quantum dot array
半导体量子点阵列是一种新型的量子计算和量子模拟的平台。然而，栅电压对点电位的串扰和点间隧道耦合使器件参数的调谐复杂化。迄今为止，对点电位的串扰通常使用所谓的虚拟栅极来有效地补偿，虚拟栅极是物理栅极电压的特定线性组合。然而，由于隧道耦合对栅极电压的指数依赖性，对隧道势垒的串扰目前通过缓慢的迭代过程来补偿。在这项工作中，我们表明，隧道势垒上的串扰可以有效地表征和补偿，使用的事实是，相同的指数依赖适用于所有的门。我们演示了四重量子点阵列中的串扰的有效校准，并定义了一组虚拟势垒门，我们显示所有点间隧道耦合的正交控制。我们的方法标志着大规模量子点阵列的调谐过程的可扩展性向前迈出了关键一步。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-fidelity quantum gates in Si/SiGe double quantum dots
受Zajac等人最近实验的启发。[arXiv：1708.03530]，我们在理论上描述了高保真双量子位门，使用受磁场梯度影响的相邻量子点中自旋之间的交换相互作用。我们使用分析计算和数值模拟相结合，以提供最佳的脉冲序列和门操作的参数设置。我们提出了一种新的同步方法，它避免了在门操作过程中有害的自旋翻转，并提供了有关相位失配的细节积累在两个量子位门发生由于剩余的交换相互作用，非绝热脉冲，和非共振驱动。通过调整选通时间，同步谐振和非谐振转换，并通过相位控制补偿这些相位失配，可以显著提高整体选通保真度。
2017-11-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gate control of spin dynamics in III-V semiconductor quantum dots
我们发现，即使在没有波函数穿透势垒的情况下，异质结量子点的g因子和自旋翻转时间T_{1}对能带弯曲界面电场也非常敏感。当电场为10^{5} V/cm量级时，g和T_{1}对由Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用之间的相互作用产生的点半径和磁场表现出高灵敏度。这一结果为量子点自旋量子计算机的设计开辟了新的可能性，其中g因子和T_{1}可以通过外部门操纵自旋轨道耦合来设计。
2003-09-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Assessing quantum dot SWAP gate fidelity using tensor network methods
本文采用张量网络数值方法模拟20–100个量子点自旋量子比特的重复 SWAP 操作，揭示谷泄漏、静电串扰、塞曼与谷分裂及谷相位对门保真度的影响。
2024-04-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical Manipulation of Quantum Dot Electron Spin Qubits Using Microcavity Quantum Well Exciton-Polaritons
在本文中，我们介绍和分析了一种新的系统设计，基于量子点的量子位，同时支持可扩展的单量子位和双量子位门，和单次量子位测量。所有三个关键过程（单量子位门、双量子位门和量子位测量）都依赖于每个量子点中的电子与位于量子点附近的量子阱中形成的激子-极化激元之间的相互作用。我们提出的系统的一个关键的新功能是使用极化激元陷阱，我们表明，增强了量子点-量子阱相互作用的一个因素10，从而导致$100 \times$更快的两个量子位门。我们还介绍了一种新的单量子位门，它是基于光学和微波控制的组合，这是在相同的设备和系统配置中支持的其他操作，相比之下，传统的单量子位门，是基于全光控制。
2017-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-valley system in a gated MoS$_2$-monolayer quantum dot
本研究的目的是设计一种基于MOS $_2$单分子层中的栅极定义的量子点的纳米器件，通过施加控制电压来调节器件的限制电势并强制谷间跃迁。本发明的Rashba自旋-轨道耦合另外允许自旋操作。此外，这两种效应都使自旋谷SWAP成为可能。考虑到可行的点形成电位和控制Rasha耦合的电场，器件结构被逼真地建模。因此，通过进行可靠的数值模拟，我们展示了如何通过电气控制设备中电子的状态，我们可以在自旋谷双量子位系统中获得单量子位和双量子位（因此是通用的）门。通过模拟，我们研究了基于单电子的双量子位\textit{locally}的实现的可能性，具有一个有趣的特点，即双量子位门比单量子位门更容易实现。
2019-11-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
How NOT to build control-target gates in semiconductor quantum dots and beyond
University of Rochester（罗切斯特大学）；Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学）
该研究针对半导体量子点器件架构无法高效实现CNOT等非对称控制-目标门的问题，提出异质双量子点器件蓝图，可在同位素纯化硅中实现单脉冲容错的100纳秒CNOT门。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Robust implementation of quantum gates despite always-on exchange coupling in silicon double quantum dots
在（1，1）电荷配置中的硅双量子点设置中的自旋量子位的可寻址性依赖于在电子的塞曼分裂之间具有大的差异。当差异不是足够大时，旋转波近似变得不准确。我们考虑在这种制度下工作的设备，始终在交换耦合，并描述如何CZ门和任意的一个量子比特门，这是强大的电荷噪声可以通过平滑地脉冲微波源，同时消除串扰来实现。我们发现，最显着的偏离旋转波近似，这是类似的布洛赫Siegert移位在一个两级系统，可以使用本地虚拟门补偿。
2020-04-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multi-qubit DC gates over an inhomogeneous array of quantum dots
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）
本研究提出在非均匀量子点阵列上通过直流演化实现多量子比特门，发展了基于微扰处理的门分解与误差优化形式体系，展示了其在量子纠错和算法中的加速潜力。
2025-11-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast high-fidelity entangling gates for spin qubits in Si double quantum dots
在硅双量子点的单电子自旋量子比特中实现高保真双量子比特门仍然是一个重大挑战。在这项工作中，我们采用分析方法来设计控制脉冲，为基于该平台的量子计算机生成高保真纠缠门。使用现实的参数，并最初假设一个无噪声的环境，我们提出了简单的控制脉冲，产生CNOT，CPHASE，CZ门的平均精度大于99.99%，门时间短至45 ns。此外，使用系统的演化算子的局部不变量，我们表明，一个简单的方波脉冲产生的CNOT门在小于27 ns，保真度大于99.99%。最后，我们使用相同的分析方法来生成局部等效于$\sqrt{\mathrm{CNOT}}$和$\sqrt{\mathrm{CZ}}$的两个量子比特门，用于实现简单的两段脉冲序列，在低频噪声存在下产生高保真CNOT和CZ门。
2019-07-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-fidelity initialization of long-lived quantum dot hole spin qubits by reduced fine-structure splitting
我们提出了一种按需空穴自旋量子比特初始化方案，该方案满足量子信息处理的四个关键要求：快速初始化（1/e ~ 100 ps）、高保真度（F > 99%）、长量子比特寿命$(2T_{1}>T_{2}^{*}\simeq10\:\mathrm{ns})$以及与光相干控制方案的兼容性.这是通过在零磁场下以非常低的精细结构分裂快速电离InGaAs量子点中的激子来实现的。此外，我们还发现，通过光学斯塔克效应将精细结构分裂调谐到接近于零，可以提高任意量子点的空穴自旋保真度。
2015-09-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable gate architecture for densely packed semiconductor spin qubits
我们展示了一个12量子点设备上制造的未掺杂的Si/SiGe异质结构作为一个可扩展的，线性的半导体量子点栅极架构的概念验证。该器件由9个线性阵列的量子点和3个单量子点电荷传感器组成。我们展示了可再现的单个量子点充电和轨道能量，相对于9点阵列的平均值，标准偏差小于20%。单量子点电荷传感器具有8.2 × 10^{-4} e/root（Hz）的电荷灵敏度，并允许研究实时电荷动态。作为该装置的多功能性的演示，我们使用单次读取来测量在磁场B = 1 T下的自旋弛豫时间T1 = 170 ms。通过重新配置器件，我们形成了两个电容耦合的双量子点，并提取了200 microeV的相互充电能量，这表明50 GHz的双量子位门操作速度是可行的。
2016-07-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cancellation of Spin-Orbit Effects in Quantum Gates Based on the Exchange Coupling in Quantum Dots
我们研究了自旋-轨道相互作用对基于自旋交换耦合的量子门操作的影响，其中量子比特由量子点或类似纳米结构中的电子自旋表示。我们的主要结果是在交换和自旋轨道相互作用的脉冲形状相同的理想情况下，在产生量子异或门的序列中的自旋轨道效应的精确抵消。对于非理想的情况下，两个脉冲形状可以几乎相同，门误差被两个小参数，自旋轨道常数和两个脉冲形状的偏差强烈抑制。我们表明，偶极-偶极相互作用只会导致非常小的错误，在异或门。
2002-02-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Toward high-fidelity coherent electron spin transport in a GaAs double quantum dot
本文研究了如何在GaAs双量子点中实现高保真的电子自旋输运。我们的研究从多个角度探讨了自旋输运。我们首先研究了双点势如何影响/加速自旋弛豫。我们在较宽的实验参数范围内计算了自旋弛豫速率，并着重讨论了自旋热点的出现。一个安全的参数制度，以避免这些自旋热点。我们还研究了扫描点间失谐的Landau-Zener过程中的非绝热跃迁，并提出了一个方案，利用可能的Landau-Zener-Stükelburg干涉实现更高速度的高保真自旋输运。最后，我们计算了隧穿电子的有效$g$因子的双点修正，并估计了不同自旋态之间的相位误差。我们的结果将为今后的相干电子自旋输运实验提供有益的指导。
2017-07-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gate fidelity comparison in semiconducting spin qubit implementations affected by control noises
报道了在不同控制误差下，量子点和施主中不同自旋量子比特类型的门的量子效率的比较。我们研究了五种量子比特类型，即量子点自旋量子比特、双量子点单重态-三重态量子比特、双量子点混合量子比特、施主量子比特和量子点自旋施主量子比特。对于每一个，我们推导出解析的时间序列，实现单量子比特旋转沿主轴的布洛赫球。利用高斯噪声模型估计了控制误差对门保真度的影响。然后，我们通过使用一组实际的控制幅度的误差参数值，比较了由于脉冲定时误差而导致的量子比特实现之间的门延迟。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-fidelity and robust two-qubit gates for quantum-dot spin qubits in silicon
最近，在同位素富集硅中实现了一种双量子位控制非门（CNOT），该门由控制相位门和单量子位门组成，用于量子点自旋量子位。在实验中，单量子比特门已经被证明具有容错控制保真度，但是双量子比特C相门的不保真度主要是由于电噪声，仍然高于容错量子计算（FTQC）所需的错误阈值。在这里，考虑到现实的系统参数和实验上的限制的控制脉冲，我们构建实验可实现的高保真CNOT门强大的抗电噪声与实验测得的$1/f^{1.01}$噪声谱，也对点间隧道耦合幅度的不确定性。我们的最佳CNOT门有大约两个数量级的改善，在不考虑任何噪声影响的情况下构造的理想C相门的门失真。此外，在相同的控制框架内，还可以构建高保真和鲁棒的单量子比特门，为大规模FTQC铺平道路。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin digitizer for high-fidelity readout of a cavity-coupled silicon triple quantum dot
基于自旋的量子信息处理的一个重要要求是可靠和快速地读出电子自旋状态，允许反馈和纠错。然而，常见的读出技术通常需要额外的栅极结构，阻碍器件缩放或对感测量子点的调谐配置施加严格的约束。在这里，我们在三重量子点内操作一个在线电荷传感器，其中一个量子点耦合到微波腔，并用于读出其他两个量子点的电荷状态。由于电荷传感器的接近，我们观察到在$t_{\rm int}$ = 1 $μ$ s的积分时间处具有>450的功率信噪比的近数字传感器响应。尽管小的单重态-三重态分裂$\approx$ 40 $μ$ eV，我们进一步利用传感器测量单重态-三重态量子位的自旋弛豫时间，实现了平均单次自旋读出保真度> 99%。我们的方法能够实现高保真度的自旋读出，将最小的设备开销与半导体量子器件中的灵活量子位操作相结合。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
High fidelity quantum gates via analytically solvable pulses
它示出了一个家庭的解析可解脉冲可以用来获得高保真度的量子相位门与令人惊讶的鲁棒性对系统或脉冲参数的缺陷。相位门是重要的，因为它们可以实现通用量子计算的必要操作。它们特别适用于自组装量子点、捕获离子和固体缺陷等系统，因为这些系统通常由量子比特子空间之外的状态的瞬态激发来操纵。
2012-06-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gate-defined graphene double quantum dot and excited state spectroscopy
双量子点使用三个顶栅形成在石墨烯纳米晶体管器件中。这些门独立地改变每个点上的电子数量并调整点间耦合。通过激发态的输运被观察到在弱耦合双点制度。我们从测量中提取双点系统的所有相关电容，以及量化的电平间距。
2009-12-11 cond-mat.mes-hall
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
Optically-gated resonant emission in single quantum dots
我们报道了相干驱动的单半导体量子点的共振辐射。我们证明了超弱非共振激光作为量子点共振响应的光门。我们表明，门激光器抑制库仑阻塞在共振发射淬灭的起源，和光选通量子点系统地表现为理想的两个层次的系统在这两个制度的相干和非相干共振发射。
2011-09-20 cond-mat.mes-hall
(In,Ga)As gated-vertical quantum dot with an Al2O3 insulator
我们用原子层沉积法制备了一种具有Al 2 O3栅绝缘层的垂直栅控（In，Ga）As量子点，并研究了其低温下的电输运性质。dI/dV-V特性的栅电压依赖性在1.1K下显示出明显的库仑菱形。金属绝缘体栅极结构使我们能够将量子点中的电子数量从0控制到估计约为130的大量。
2007-01-03 cond-mat.mes-hall
Optically induced spin gates in coupled quantum dots using the electron-hole exchange interaction
我们提出了一种快速光诱导双量子位\textsc{c-phase}门，它位于一对耦合量子点中的两个自旋之间。在两个点上延伸的激发束缚态提供了有效的电子-电子交换相互作用。电子-空穴交换相互作用使门成为可能，它隔离了系统中的单个跃迁。当与适当的单量子比特旋转相结合时，这个门产生两个自旋的纠缠态。
2008-09-11 cond-mat.mes-hall
Single to quadruple quantum dots with tunable tunnel couplings
我们制备了一个门控的四重量子点，研究了有限量子点间隧道耦合下单量子点到四量子点的门控可调谐性。各种双点的测量充电能量表明，点的大小是由门的几何形状。对于三重和四重点，我们研究栅极可调点间隧道耦合。特别是对于三重点，我们发现边点之间的有效隧道耦合显着依赖于中心点电位的对齐。这些结果意味着本四点器件具有与实现具有可控交换耦合的基于自旋的四量子比特系统相关的栅极性能。
2014-01-10 cond-mat.mes-hall
High-frequency gate manipulation of a bilayer graphene quantum dot
我们报告了双栅双层石墨烯量子点的输运数据。在库仑阻塞测量中，发现栅介质Cytop（TM）即使在低温下也提供显著的电子稳定性。此外，我们证明了门操作与方形电压脉冲在频率高达100 MHz，并表明，信号幅度不受电容耦合背栅的存在。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall
Quantum dots in Si/SiGe 2DEGs with Schottky top-gated leads
我们报道了在肖特基栅控硅/硅锗二维电子气（2DEG）中量子点器件的制备和表征。点被横向限制在蚀刻限定的沟道内，而它们的电势由点的平面中的蚀刻限定的2DEG栅极调制。在这种材料中，肖特基顶栅首次用于定义和调整点的隧道势垒。通过最小化栅极的有源面积来减小栅极的漏电流。通过增加沟道的蚀刻深度来实现对泄漏的进一步抑制。顶栅用于将点置于库仑阻塞状态，并且当侧栅上的电压变化时观察到电导振荡。
2005-08-16 cond-mat.mes-hall
Scanning gate microscopy of ultra clean carbon nanotube quantum dots
我们对单个悬浮的碳纳米管量子点进行扫描门显微镜。量子点的尺寸和位置可以从同心高电导环视觉上识别。对于本研究中使用的超净器械，明确识别出两种新效应。静电屏蔽从单个量子点产生不重叠的多组库仑环。在双量子点中，通过改变尖端电压，量子点之间的相互作用可以从弱耦合区调谐到强耦合区。
2015-08-22 cond-mat.mes-hall
Charge detection in gate-defined bilayer graphene quantum dots
我们报告了使用集成电荷检测器在双层石墨烯中静电定义的量子点设备中的电荷检测。该器件的制造没有任何蚀刻，并具有石墨背栅，从而产生高质量的量子点。电荷检测器基于在150 nm宽的栅极下方通过耗尽与第一量子点分离的第二量子点。我们发现，库仑共振的传感点是敏感的个别充电事件附近的量子点。由于单电子充电引起的电势变化导致通过电荷检测器的电流的阶跃状变化（高达77%）。此外，可以检测具有可调谐隧穿势垒的量子点和耦合量子点的充电状态。
2019-10-17 cond-mat.mes-hall
Electron confinement in graphene with gate-defined quantum dots
我们从理论上分析了在圆形量子点阵列中静电限制电子的可能性，该量子点阵列通过顶栅施加在接触的石墨烯纳米带上。利用精确的数值技术，我们计算了一个单一的点的散射效率，并表明，对于小尺寸的散射体的横截面占主导地位的量子效应，共振散射导致一系列的准束缚点状态。通过计算量子点超晶格的电导和局域态密度，我们发现通过改变栅极电压可以很容易地调节这种石墨烯基纳米结构的共振载流子输运。
2016-04-20 cond-mat.mes-hall
Palladium gates for reproducible quantum dots in silicon
我们用钯制成的栅极取代了硅中形成量子点的既定铝栅极。我们用透射电子显微镜研究了铝栅和钯栅的形貌。发现在铝栅极周围形成了原生氧化铝，这可能导致形成无意的点。因此，我们报告了一种新的制造路线，取代铝及其原生氧化物的钯原子层沉积生长的氧化铝。使用这种方法，我们表明，形成低无序门定义的量子点，这是可重复制造。此外，钯使我们能够进一步缩小栅极设计，使我们能够执行电子输运测量在少电子制度的设备，包括只有两个栅极层，一个重大的技术进步。还有待观察的是，引入钯栅极是否可以改善用铝栅极堆叠限定的电子和核自旋量子位的优异结果。
2018-04-20 cond-mat.mes-hall
Top-gate defined double quantum dots in InAs nanowires
本文介绍了金属有机物气相外延生长的InAs纳米线中双量子点的低温输运测量。两个点串联创建光刻定义的顶栅的过程中，不涉及额外的绝缘层。我们证明了从强到弱耦合点之间的完整的可调谐性。耦合的量子力学性质导致在两个点上延伸的分子状态的形成。单个点的激发光谱可通过它们在非线性输运中的特征来观察。
2006-09-19 cond-mat.mes-hall
Excitonic absorption in gate controlled graphene quantum dots
我们提出了一个理论的激子过程中的栅极控制的石墨烯量子点。预测了具有多达百万个原子的石墨烯量子点的能隙对形状、尺寸和边缘的依赖性。结合紧束缚、Hartree-Fock和组态相互作用方法，我们发现具有锯齿形边缘的三角形石墨烯量子点在太赫兹、可见光和紫外光谱范围内同时表现出光学跃迁，这是由强的电子-电子和激子相互作用决定的。预测了光学性质与有限磁矩和外栅控制的电荷密度之间的关系。
2010-07-20 cond-mat.mes-hall
A gate-defined silicon quantum dot molecule
我们报告电子输运测量的硅双点形成在多栅金属氧化物半导体结构与15 nm厚的绝缘体上硅层。可调隧道耦合使我们能够观察到弱耦合点的激发谱和强耦合点的能级反交叉。这种具有电荷和能量量子化的量子点分子为未来实现基于硅的量子计算提供了必要的先决条件。
2008-06-03 cond-mat.mes-hall
Fabrication and characterization of InAs nanowire-based quantum dot structures utilizing buried bottom gates
针对半导体纳米线量子点 qubits制备中传统底栅工艺的局限，提出溅射TiN填充沟槽+机械抛光的埋入式底栅方案，实现60 nm栅线间距与低泄漏，制备的InAs纳米线量子点器件展现单电子隧穿和库仑阻塞特性。
2024-11-29 cond-mat.mes-hall
