Automated tuning of inter-dot tunnel couplings in quantum dot arrays
在二维电子气中静电定义的半导体量子点阵列为量子信息处理和量子模拟提供了可扩展的平台。对于量子点阵列的操作，需要将适当的电压施加到限定量子点电势景观的栅电极。由于初始静电无序和电容串扰效应，调整栅极电压已被证明是一项耗时的任务。在这里，我们报告的栅极定义的半导体量子点的线性阵列中的点间隧道耦合的自动调谐。点间隧道耦合的调谐的自动化是更大的量子点阵列的可扩展和有效控制的下一步。这项工作大大减少了调谐半导体量子点用于量子信息处理和量子模拟的工作量。
2018-03-27 cond-mat.mes-hall
Hubbard model description of silicon spin qubits: charge stability diagram and tunnel coupling in Si double quantum dots
我们应用新近提出的哈伯德模型方法定量描述了硅双量子点系统的电荷稳定性图和隧道耦合。将广义哈伯德模型和微观理论的计算结果与已有的实验数据进行了比较，发现理论与实验之间有很好的一致性.我们的理论的中心近似是将多电子多带系统简化为一个有效的双电子模型，这是一个数值上易于处理的方法.在微观理论中，我们利用Hund-Mulliken近似的电子波函数和比较两种不同形式的限制势（双二次和高斯）的计算结果。我们讨论了我们的工作对未来研究的影响。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Persistent Current in an Artificial Quantum Dot Molecule
利用广义Mott-Hubbard哈密顿量中的精确对角化技术，预言了相干二维半导体量子点阵列在外加磁通量作用下基态持续电流的存在.计算的持续电流，这是由于基态能量对外磁通的非平凡依赖性，存在于孤立阵列中，没有任何周期性的边界条件。计算出的持续电流的相互作用和无序的敏感性，以反映在二维系统中的各种Anderson-Mott-Hubbard量子相变的错综复杂。
1996-10-30 cond-mat.mes-hall
Generic Hubbard model description of semiconductor quantum dot spin qubits
我们引入哈伯德模型作为经典电容电路模型的简单量子推广来研究半导体量子点自旋量子比特。我们从理论上证明了在没有量子涨落的情况下，我们的模型等价于通常的电容电路模型。然而，我们的模型自然包括量子效应，如跳跃和自旋交换。广义哈伯德模型的参数可以直接从稳定性图的实验曲线中读出，也可以从微观理论中计算出来，从而在两者之间建立了定量的联系。我们发现，虽然主要的拓扑结构的电荷稳定性图是由网站间和网站库仑排斥之间的比率，精细的细节的稳定性图揭示了有关量子效应的信息。使用我们的哈伯德模型方法从实验中提取量子信息很简单，但需要测量分辨率增加一个数量级。
2011-04-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Collapse of the vacuum in hexagonal graphene quantum dots: a comparative study between the tight-binding and the mean-field Hubbard models
在本文中，我们进行了系统的研究的电子，磁性和输运性质的六角石墨烯量子点（GQD）的扶手椅边缘的存在下，一个带电的杂质使用两种不同的配置：（1）中心库仑势和（2）带正电的碳空位。对紧束缚模型和半满扩展哈伯德模型进行了数值求解，并进行了比较，以揭示电子相互作用和系统尺寸对系统的影响。数值结果指出，离位库仑排斥导致的临界耦合常数增加到$β_{\text{c}}$ = 0.6的中心库仑势。这个临界值的$β$被发现是独立的GQD的大小，反映了它的普遍性，即使在存在的电子-电子相互作用。此外，透射峰的突然下移显示出从亚临界$β$ $<$ $β_{\text{c}}$到超临界$β$ $>$ $β_{\text{c}}$状态的转变的明显特征。另一方面，对于带正电荷的空位，最低束缚态的崩溃发生在$β_{\text{c}}$ = 0.7的相互作用的情况下。有趣的是，局部磁矩，诱导裸碳空位，完全淬火时的空位是亚临界充电，而在电子和空穴通道的谷分裂继续存在，在这两个制度。
2020-05-17 cond-mat.mes-hall
Theory of charge stability diagrams in coupled quantum dot qubits
该研究针对双量子点系统，采用多能带多电子组态相互作用模型预测电荷稳定性图大区域，比经典电容模型等更准确，还能显式计算Hubbard模型参数，助力半导体量子电路建模。
2024-11-26 cond-mat.mes-hall
An automated approach for consecutive tuning of quantum dot arrays
最近的进展表明，参数数量的急剧增加已经成为多量子点器件调谐的主要问题。量子点和栅电极之间的复杂相互作用导致手动调谐过程不再有效。幸运的是，机器学习技术可以自动化并加速简单量子点系统的调整。在这封信中，我们扩展的技术来调整多点设备。我们提出了一种自动化的方法，结合机器学习，虚拟门和局部到全局的方法来实现连续调谐的量子点阵列划分成子系统。在优化电压配置和建立虚拟门以独立地控制每个子系统之后，量子点阵列可以有效地调谐到具有适当的点间隧道耦合强度的少电子区。实验结果表明，该方法无需人为干预，可将量子点阵列连续调谐到合适的电压范围内，在大规模量子点器件中具有广阔的应用前景。
2022-08-26 cond-mat.mes-hall
Entropy spectroscopy of a tunable two-site Hubbard molecule
Jeonbuk National University（全北国立大学）；KAIST（韩国科学技术院）；POSTECH（浦项科技大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Pusan National University（釜山国立大学）
本文提出双量子点熵测量协议，测量GaAs可调双位点Hubbard分子总熵，揭示隧穿与相互作用决定热激活态，与模型定量一致。
2026-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Exchange interaction in gate-defined quantum dots beyond the Hubbard model
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心有限公司）；IMEC（比利时imec研究院）；Department of Physics, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校物理系）；School of Electrical Engineering and Telecommunication, UNSW Sydney（新南威尔士大学悉尼电气与电信工程学院）；Center for Quantum Devices, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所量子设备中心）；Lehrstuhl für Angewandte Festkörperphysik, Ruhr-Universität Bochum（鲁尔大学波鸿分校应用固体物理学讲座）
本研究通过实验和模拟揭示了量子点中交换相互作用的退调依赖性，并扩展Hubbard模型以更好地描述该现象。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
A 2x2 quantum dot array with controllable inter-dot tunnel couplings
在静电定义的量子点阵列中，电子之间的相互作用自然地由费米-哈伯德哈密顿量描述。此外，这些系统的高度可调性使它们成为模拟哈伯德模型不同区域的强大平台。然而，大多数量子点阵列的实现被限制为一维线性阵列。在这封信中，我们提出了一个正方形晶格单位单元的2 $\times$ 2量子点静电定义在AlGaAs/GaAs异质结使用双层栅技术。我们使用附近的量子点作为电荷传感器来探测阵列的特性。我们表明，我们可以确定性地和动态地控制在每个量子点的单电子到少电子制度的电荷占领。此外，我们实现了在0-40~ $μ$ eV范围内的最近邻隧道耦合的同时单独控制。最后，我们展示了快速（$\sim 1$ ~ $μ$ s）单次读取点中电子的自旋状态，通过泡利自旋封锁进行自旋-电荷转换。这些进展为二维模拟量子模拟铺平了道路，这在以前的量子点系统中是无法实现的。
2018-05-09 cond-mat.mes-hall
Quantum simulation of a Fermi-Hubbard model using a semiconductor quantum dot array
在晶格上相互作用的费米子可以发展出强的量子关联，这是许多奇异物质相的经典难题的核心。在控制人工量子系统方面，正在进行初步的努力，可以使其模拟基本的费米-哈伯德模型。静电限制的导带电子定义了相互作用的量子相干自旋和电荷自由度，允许全电纯态初始化，并容易遵守可工程化的费米-哈伯德哈密顿。然而，到目前为止，固态固有的大量静电无序使得在固态平台上模仿费米-哈伯德物理学的尝试寥寥无几。在这里，我们表明，对于栅极定义的量子点，这种无序可以以受控的方式抑制。新的见解和新开发的半自动化和可扩展的工具箱使我们能够均匀和独立地拨号电子填充和最近邻隧道耦合。将这些想法和工具付诸实践，我们实现了集体库仑阻塞过渡的第一个详细表征，这是相互作用驱动的莫特金属到绝缘体过渡的有限尺寸模拟。随着半导体量子点的自动化和设备制造的不断改进，这里提出的想法显示了量子点如何用于研究越来越复杂的多体状态的物理学。
2017-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Bayesian autotuning of Hubbard model quantum simulators
门控半导体量子点中的自旋是一个很有前途的哈伯德模型模拟平台。通过调整金属栅极上的电压来精确控制隧道耦合对于成功的基于QD的模拟器至关重要。然而，可调电压的数量以及栅极电压与所得到的哈伯德模型的参数之间的关系的复杂性随着量子点的数量而迅速增加。因此，尚不清楚特定的门几何形状是否以及如何产生目标哈伯德模型。为了解决这个问题，我们提出了一种混合机器学习方法，使用支持向量机（SVM）和贝叶斯优化（BO）的组合，以确定实现所需的哈伯德模型的电压组合。SVM通过拒绝产生不适合紧束缚（TB）近似的电势的电压组合来约束电压的空间。目标电压组合然后由约束子域中的BO识别。对于大型量子点阵列，我们提出了一个可扩展的有效的迭代程序，使用我们的SVM-BO方法，优化电压子集，并利用两个量子点SVM模型的大型系统。我们的研究结果使用实验门光刻图像和精确的积分计算与谐波轨道的线性组合训练机器学习算法。
2022-10-06 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Transport through Coupled Double Quantum Dot Systems
结合简单的微观量子限制模型和Mott-Hubbard型关联模型，研究了半导体双量子点结构中的序贯隧穿输运.我们非微扰地计算了库仑阻塞振荡随点间势垒电导的演化，从弱耦合的单个点到强耦合的相干双点分子系统，在整个隧穿区得到了与实验数据很好的定性一致.
1996-11-26 cond-mat.mes-hall
Magnetism in twisted triangular bilayer graphene quantum dots
本文用紧束缚模型和平均场Hubbard方法研究三角锯齿边扭曲双层石墨烯量子点的磁性，发现AA型量子点存在由反铁磁到铁磁的临界扭转角转变，且该临界角随尺寸增大而减小，AB型量子点则在任意扭转角下均有磁性。
2023-04-13 cond-mat.mes-hall
Electronic and magnetic properties of graphene quantum dots with two charged vacancies
采用平均场哈伯德模型研究了六边形石墨烯量子点中两个空位系统的电磁性质，该系统的电磁性质是电荷杂质的库仑势强度$β$和它们之间的距离R的函数.对于$β=0$，空位的磁性由Lieb规则决定，其中相反的（相同的）子晶格空位反铁磁性地（铁磁性地）耦合并表现出费米振荡。在这里，我们证明了一个非磁性制度内的亚临界区域的出现：作为库仑势强度增加到$β\sim 0.1$，在达到受抑原子崩溃制度，磁化强度被强烈抑制和基态总自旋由$S_{z}=0$给出的相反和相同的亚晶格空位配置。在扩展平均场哈伯德模型中考虑电子-电子长程相互作用时，对于$R < 27 \ Å $，其阻挫坍缩的临界值从$β_{cf} \sim 0.28$增加到$β_{cf} \sim 0.36$.
2020-08-20 cond-mat.mes-hall
Large Scale Optimization of Disordered Hubbard Models through Tensor and Neural Networks
University of Maryland（马里兰大学）
本文提出利用视觉神经网络和张量网络数据优化二维量子点网格中随机无序参数的方法，通过局部窗口预测中心点参数，避免大规模系统计算困难。
2026-04-20 cond-mat.mes-hall
Stability Diagram of a Few-Electron Triple Dot
量子点被认为是未来量子信息电路的基石。我们在这里提出的实验结果上的量子点电路组成的三个量子点与控制电子数下降到一个点和可调耦合。我们首次通过实验绘制出三原子系统的稳定性图，并揭示了四重点的存在，这是三个点共振的特征。在他们的附近，我们观察到一个令人惊讶的效果，一个“克隆”的电荷转移跃迁有关的电荷和自旋重新配置。等效电路分析和哈伯德模型再现了实验结果。
2008-09-08 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic features in the transport properties of a Kondo-correlated quantum dot in a magnetic field
我们研究了在小偏压下通过连接在单通道有限尺寸导线上的量子点的输运行为。我们用Hubbard-Kondo方程描述了量子点，并用量子Monte Carlo方法求解了该方程。我们研究了近藤机制下磁场对量子点的影响。我们确定的介观振荡的行为的变化所引入的磁场，有一个类似的行为所观察到的温度的函数。
2013-08-07 cond-mat.mes-hall
Probing ground-state degeneracies of a strongly interacting Fermi-Hubbard model with superconducting correlations
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Kavli Institute of Nanoscience（卡弗里纳米科学研究所）
研究利用超导相关性探测强相互作用费米Hubbard模型的基态简并度，发现三站点系统中基态简并度的解除与超导相位差调节有关。
2025-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Automated Atomic Silicon Quantum Dot Circuit Design via Deep Reinforcement Learning
强大的自动化设计工具对于任何计算技术的扩散都至关重要。我们介绍了硅悬挂键量子点计算技术的第一个自动化设计工具，这是一个非常通用和灵活的单原子计算电路框架。自动化设计器能够通过采用tabula rasa双深度Q学习强化学习算法来导航任意大小的设计区域和真值表的复杂的多维设计空间。鲁棒的政策收敛证明了广泛的两个输入，一个输出逻辑电路和两个输入，两个输出半加法器，设计了一个数量级少的SiDBs在几个数量级的时间比文献中唯一的其他半加法器。我们预计，基于强化学习的自动化设计工具将加速SiDB量子点计算技术的发展，最终将其应用于专业计算硬件。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall cs.ET
Automated tuning of double quantum dots into specific charge states using neural networks
虽然量子点处于量子器件技术的最前沿，但调整多点系统需要漫长的实验过程，因为需要精确控制多个参数。随着设备变得越来越复杂以及调整参数的数量增加，该过程变得越来越耗时并且难以手动执行。在这项工作中，我们提出了自动调谐的量子点量子比特的关键一步。我们引入了一种由机器学习驱动的算法，该算法使用少量粗粒度测量作为输入，并将量子点系统调谐到预先选择的电荷状态。我们训练和测试我们的算法上的GaAs双量子点设备，我们始终到达所需的状态或其紧邻。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Computer-automated tuning procedures for semiconductor quantum dot arrays
与任何量子计算平台一样，半导体量子点设备需要复杂的硬件和操作控制。随着量子点器件复杂性的增加，需要自动控制软件和图像识别技术的进步，以快速评估电荷稳定性图。我们使用Python开发的图像分析工具箱来自动校准虚拟门，这是一个以前需要大量用户干预的过程。此外，我们表明，简单的反馈协议可以用来同时调谐在一个三重量子点在计算机自动化的方式多个隧道耦合。最后，我们采用了一个“隧道耦合杠杆臂”的使用模型的interdot势垒门的响应，并讨论它如何可以被用来更迅速地调整interdot隧道耦合的GHz值，是兼容的交换门。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enlarged Symmetry and Coherence in Arrays of Quantum Dots
在孤立的半导体量子点中，可以实现SU（4）群的扩大对称性。哈伯德模型则描述了一个耦合点的柱状阵列，并且在半填充时，系统可以映射到SU（4）自旋链上。这些新结构的物理学是丰富的，因为可以获得新的相。自旋自发二聚化，并通过使用密度矩阵重整化群（DMRG），我们表明，二聚体状态是强大的破坏SU（4）对称性的扰动。我们提出了实验验证二聚相存在的方法。
1999-02-23 cond-mat.mes-hall
Predicting spin-orbit coupling in hole spin qubit arrays with vision-transformer-based neural networks on a generalized Hubbard model
University of Maryland（马里兰大学）
本文提出基于神经网络的机器学习方法，通过标准电荷稳定性图预测空穴量子点阵列的有效自旋轨道耦合强度，展示了神经网络在自动化表征空穴自旋量子点阵列中的潜力。
2026-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Spontaneous spin polarized tunneling current through a quantum dot array
我们从理论上证明了利用量子点阵列（QDA）的铁磁相可以在半导体中产生强自旋极化电流。采用与引线耦合的哈伯德模型研究了QDA系统的隧穿电流随栅电压的变化。由于量子点间弱耦合和强库仑排斥，在一定的栅电压范围内，量子点阵列中存在铁磁相。因此，QDA可以作为自旋滤波器来检测和控制量子信息器件中的自旋态。
2002-09-20 cond-mat.mes-hall
Effective Hamiltonian for the hybrid double quantum dot qubit
由双量子点中的三个电子形成的量子点混合量子位代表了用于单量子位和双量子位量子逻辑端口的固态实现的高速和简单制造之间的有希望的折衷。我们推导出的Schriffi-Wolff有效哈密顿量，描述了一个简单而直观的方式，通过结合一个哈伯德类模型与投影算子方法的量子比特。这样，Hubbard型哈密顿量就转化为电子对之间交换耦合作用的等价表达式。利用有效哈密顿量导出系统的动力学行为及其在布洛赫球上的本征态，以产生量子逻辑端口的量子比特操作。一个现实的实现在硅和量子位与检测器的耦合进行了讨论。
2013-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coulomb correlation effects in semiconductor quantum dots: The role of dimensionality
我们通过不同的理论方法（单点哈伯德和Hartree-Fock哈密顿）研究了小的三维（3D）和二维（2D）半导体量子点的能谱;在最小的点，我们也与精确的结果进行了比较。我们发现，纯粹的二维模型往往导致不充分的描述库仑相互作用存在于现实的结构，作为高估的载体定位的结果。我们发现，点的维数有一个至关重要的影响（i）预测的添加光谱的准确性;（ii）近似理论方案的有效性范围。当应用到现实的3D几何形状，后者被发现是更准确的比在相应的2D情况下的一个大类的量子点，单网站哈伯德哈密顿量示出提供了一个非常有效和准确的计划来描述量子点光谱，导致与实验吻合良好。
1998-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic properties of moiré quantum dot arrays
本文研究莫尔三角超晶格量子点阵列的磁性，通过投影构造Wannier函数、建立广义Hubbard模型并用精确对角化求解，发现小扭转角和强相互作用下的有限自旋极化、位移场调控磁化的可能及半填充附近的Nagaoka铁磁性证据。
2024-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Admittance extraction of quantum dot arrays for charge sensing
Equal1 Laboratories（Equal1 实验室）；School of Electronic and Electrical Engineering, University College Dublin（都柏林大学电子与电气工程学院）
本研究通过扩展速率方程框架，结合实验反射测量与费米-哈伯德参数校准，实现了双量子点阵列的导纳提取，为电荷传感提供了可行方法。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall
A Machine Learning Approach for Automated Fine-Tuning of Semiconductor Spin Qubits
虽然基于栅极定义的量子点的自旋量子位已经证明了对于量子计算非常有利的性质，但是一个剩余的障碍是需要通过调整施加到静电栅极的电压来将它们中的每一个调谐到良好的操作状态。这些调谐过程的自动化是基于门定义的量子点的量子处理器的操作的必要要求，这尚未完全解决。我们提出了一种自动微调量子点的算法，并在GaAs半导体单重态-三重态量子比特上展示了其性能。该算法采用基于贝叶斯统计的卡尔曼滤波器来估计作为门电压的函数的目标参数的梯度，从而学习系统响应。该算法的设计重点是减少所需的测量的数量。我们通过实验证明了在3到5次迭代内改变量子位操作机制的能力，相当于10到15分钟的实验室时间。
2019-03-08 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$的三自旋复合物的两个简并态中。利用Hubbard和Heisenberg模型，通过连续调节量子点的能量和相邻量子点之间的隧道耦合，实现了围绕简并点的Herzberg电路.它明确表明，包围简并点导致的积累的几何贝里相位。我们发现，只有三角形，而不是线性的量子点分子允许产生贝瑞的相位，我们讨论了一个协议来检测这个几何相位。
2011-10-22 cond-mat.mes-hall
Signatures of the Correlated-Hopping Interaction in Non-Linear Transport through a Quantum Dot
本文研究了量子点与外部电极隧穿耦合结的非线性输运性质，采用含Hubbard在位相互作用和非局域关联跳跃相互作用的单杂质Anderson哈密顿量进行建模，计算了强非线性区中的相关输运特征，为关联跳跃的实验探测提供前提。
2024-11-29 cond-mat.mes-hall
On the competition between the Kondo effect and the exchange interaction in a parallel double quantum dot system
利用有效作用量场论研究了平行双量子点系统中近藤效应与交换相互作用之间的竞争。利用Hubbard-Stratonovich变换和标量势场的引入处理了DQD中的在位库仑相互作用。我们表明，一个自洽的微扰方法，它考虑到作用在DQD中的电子的势场的统计特性，以及描述的交叉从近藤政权在这个系统中的自旋单重态。得到了该体系的线性电导和点内/点间自旋激发谱
2018-12-05 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effects in a double quantum dot system weakly coupled to ferromagnetic leads
分析了弱耦合双量子点串联系统与铁磁导线的热电效应。通过Hubbard算子得到了电导、热导和热系数的形式表达式。结果表明，虽然热功率是独立的极化的引线，品质因数是由极化的增加减少。温度和点间隧穿对品质因数的影响也进行了研究，并观察到，点间隧穿强度的增加导致品质因数的降低。分析了温度对导热系数的影响。
2012-04-17 cond-mat.mes-hall
Phonon-induced pairing in quantum dot quantum simulator
量子模拟可以为强关联电子系统的物理学提供新的见解。一个研究得很好的系统，但在许多方面仍然是开放的，是哈伯德-荷尔斯泰因哈密顿量，其中电子排斥力与电子-声子耦合产生的吸引力竞争。在这种情况下，我们研究了四个量子点在悬浮的碳纳米管和耦合到其弯曲自由度的相图。该系统由哈伯德-荷尔斯泰因类的哈密顿量描述，其中不同位置上的电子与相同的声子相互作用。我们发现，该系统提出了从莫特绝缘态的极化态的转变，与配对关联的外观和平移对称性的破缺。我们的研究表明，该系统因此构成了一个相关的系统，可以通过实验实现研究的相关例子。
2021-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unexpected Conductance Dip in the Kondo Regime of Linear Arrays of Quantum Dots
利用小团簇精确对角化和Dyson方程嵌入技术，研究了量子点线性阵列的电导$G$.对于奇数个点，哈伯德相互作用在低温下诱导近藤峰。值得注意的是，近藤峰被一个深的最小值一分为二，电导在栅极电压的一个值处消失。对这种不寻常的效应提出了初步的解释，包括两个通道之间的干扰过程，有助于$G$，与一个多，一个少的粒子比精确解决集群基态。哈伯德相互作用和电子的费米子统计对理解这种现象也很重要。虽然大多数的计算使用的粒子-空穴对称的哈密顿量和形式主义，结果也表明，电导下降存在，即使当这种对称性被打破。用数值方法得到的电导抵消效应是潜在的有趣的，和其他多体技术应用来确认它的存在。
2003-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Luttinger liquid in superlattice structures: atomic gases, quantum dots and the classical Ising chain
研究了两个隧穿参数交替变化的超晶格中Luttinger液体的物理性质。利用玻色化方法，我们将相应的哈伯德模型描述为等价的Tomonoga-Luttinger模型.我们分析了自旋-电荷分离和输运性质随两个隧穿参数之差的增大而变化。我们认为，冷费米气体被困在一个双色光晶格和耦合量子点提供了一个方便的方式来测量这些影响的机会。我们还研究了具有两个隧穿参数的经典伊辛链。我们发现经典的两点相关函数随着两个隧穿参数之差的增大而减小。
2010-05-18 cond-mat.mes-hall
A Strongly Correlated Quantum-Dot Heat Engine with Optimal Performance: An Non-equilibrium Green's function Approach
本文对强关联量子点热电粒子交换热机进行了有限和无限库仑相互作用的解析研究。采用Keldysh的非平衡格林函数形式主义的不同解耦方案的运动方程，我们分析了热电性能的非线性输运制度。由于最简单的平均场近似不足以分析库仑阻塞区的热电性质，因此需要采用高阶近似来研究强关联的量子点热机。因此，最初，我们使用Hubbard- \Romannum{1}近似来研究量子点能级位置（$ε_d$）、热梯度（$ΔT$）和点上库仑相互作用（$U$）对热电性质的依赖性。此外，作为一个自然的扩展，我们已经使用了一个超越Hubbard- \Romannum{1}在无限$U$限制（强点上库仑排斥）的近似，以提供更多的洞察到一个更实际的量子点热机的操作。在这个无限的$U$限制，我们研究的作用，对称点水库隧道（$Γ$）和外部串行负载电阻（$R$）在优化性能的强相关量子点热机。我们的无限- $U$的结果表明，一个量子点耦合到两个金属水库与最近的实验数据有很好的定量协议。
2022-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-equilibrium transport through a model quantum dot: Hartree-Fock approximation and beyond
研究了无自旋相互作用费米子模型与无相互作用引线耦合的有限温度输运性质。采用无约束的含时Hartree-Fock（HF）近似，计算了传输几率和非线性$I$ - $V$特性，并与已有的解析结果和Hubbard-Stratonovich解耦相互作用的数值结果进行了比较.在弱相互作用机制下，HF近似再现了精确的$I$ - $V$特性的总体特征，但未能解释相互作用共振能级模型中反射电流的特定幂律等细微特性。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall
Quantum theory of the charge stability diagram of semiconductor double quantum dot systems
我们完成了我们最近介绍的理论框架处理双量子点系统的推广形式的哈伯德模型。详细讨论了模型中所有量子参数对电荷稳定图的影响。的微观理论的一般配方，并截断在一个轨道每个网站，我们研究的影响不同的选择模型的禁闭势的哈伯德参数以及电荷稳定性图。我们计算了保持每个位置三个轨道的电荷稳定性图，发现附加的高躺轨道对仅具有最低能量轨道的子空间的影响可以被视为Hubbard参数的小重整化，从而证明了我们在所有其他计算中只保持最低轨道的做法是合理的。谐振子频率在高斯模型势的实施中的作用进行了讨论，并确定了外部磁场的效果类似于选择一个更本地化的电子波函数在微观计算。在附录中给出了包括所有可能的交换项在内的哈密顿量的完整矩阵形式，以及由于非物理参数而引起的几个特殊的电荷稳定性图，从而强调了在获得定义哈密顿量的系统参数时可靠的微观模型的至关重要性。
2011-08-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron Transport Through a 1D Chain of Dopant-Based Quantum Dots
本研究利用扩展费米-哈伯德模型分析一维量子点链中的电荷输运，揭示能级排斥与等离激元行为，为硅掺杂半导体研究提供新见解。
2024-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Kondo effect in multielectron quantum dots at high magnetic fields
本文对填充因子为$1<ν<2$的任意电子数量子点的低温输运进行了一般性的描述。我们提供了一个新的近藤效应，这是打开一个适当的磁场的应用程序的一般描述。载流子通过量子点的自旋翻转散射仅涉及可能具有大自旋的散射体的两个状态。这个过程是由自旋翻转哈伯德算符描述的，它改变了角动量，导致了近藤哈密顿量。我们得到反铁磁交换耦合依赖于隧穿振幅和相关效应。由于近藤温度具有指数依赖于交换耦合，在不同制度的参数的定量变化有重要的实验后果。特别是，我们讨论了{ \it棋盘}方面的实验电导时，表示在灰度级作为一个函数的磁场和栅极电位影响的量子点。
2000-09-20 cond-mat.mes-hall
Automated Charge Transition Detection in Quantum Dot Charge Stability Diagrams
本文研究了量子点电荷稳定图中电荷跃迁边缘的自动检测方法，利用 SimCATS 框架的模拟数据进行训练与定量比较，并在 GaAs 和 SiGe 量子比特样品的实验数据上验证了优化方法的有效性，以推进量子比特调节的完全自动化。
2025-08-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multiple quantum phases in artificial double-dot molecules
我们研究耦合半导体量子点理论通过广义哈伯德方法，其中点内和点间的库仑相关，以及隧道效应描述的基础上现实的电子波函数。我们发现，垂直耦合双点的基态配置经历非平凡的量子跃迁作为点间距离d的函数，在中间值的d，我们预测一个新的阶段，应该是观察到的另外的光谱和磁化强度的变化。
1999-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Automated reconstruction of bound states in bilayer graphene quantum dots
双层石墨烯是一种纳米材料，其允许通过静电门控来定义明确定义的分离的量子态，因此，提供了一个有吸引力的平台来构建可调量子点。当施加垂直于石墨烯层的磁场时，石墨烯谷简并被提升，并且观察到点的能级的分裂。考虑到工程师这种能量谷分裂的实验能力，双层石墨烯量子点具有承载强大量子比特的巨大潜力。尽管最近已经在实验中实现了双层石墨烯量子点，但是设计能够从可访问的测量数据中识别所观察到的量子态的稳健方法是至关重要的。在这里，我们开发了一种有效的算法，用于提取所需的模型参数，以完全表征双层石墨烯量子点的状态。我们介绍了一种哈密顿引导的随机搜索方法，并在模拟和实验数据上证明了量子态的鲁棒识别。
2022-12-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of valley-resolved spectroscopy of a Si triple quantum dot coupled to a microwave resonator
本文从理论上研究了硅三重量子点（TQD）系统与超导微波谐振腔的耦合。注入的探测信号的响应信号可以用于通过测量输出场的传输和相移来提取关于能级结构的信息。该信息可以进一步用于获得关于各个点中的谷分裂和谷相位的知识。由于相关的谷态通常被几个$μ\text{eV}$分裂，因此需要有限的温度或施加的外部偏置电压来充满能量地填充激发态。本文的理论方法包括电容模型拟合实验充电能量，扩展的哈伯德模型描述隧穿动力学，速率方程模型求解占据概率，输入输出模型确定谐振器的响应信号。
2019-07-18 cond-mat.mes-hall
Fast optical control of a coded qubit in a triple quantum dot
在这项工作中，我们研究的光学控制策略，在偶极近似下，在三重量子点的三电子态编码的量子比特。用有效束缚势描述系统，用组态相互作用方法描述系统的电子结构。最优控制理论（OCT）被应用于设计低通量的时间依赖性电场控制量子比特的时间短于纳秒。由此产生的脉冲产生量子比特状态之间的转换，实验上可用的场振幅高保真。它们的频谱与跃迁到某些较低的激发态有关，并给出了基于这些序列跃迁的简化脉冲。本文还讨论了扩展哈伯德描述的策略类型的局限性。
2018-07-05 cond-mat.mes-hall
Impact of the valley orbit coupling on exchange gate for spin qubits in silicon quantum dots
简并导带谷的存在以及它们如何通过界面混合在决定硅纳米结构中的电子相互作用和光谱中起着关键作用。本文研究了对称双电子硅双量子点中谷相对交换相互作用的影响。通过组态相互作用计算，发现交换分裂在两点间的谷相位差为有限值时被抑制，当相位差为π时，交换分裂达到最小值（{ \sim } 0）.这种抑制可以用哈伯德模型通过基态单重态和三重态上的双占据态的谷相位依赖的修整来解释。更高轨道态的贡献在确定交换能的值方面也起着至关重要的作用，交换能是诸如自旋量子比特交换门等应用的关键参数。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall
Automated long-range compensation of an rf quantum dot sensor
针对电荷传感器与量子器件紧邻导致的串扰影响读out灵敏度问题，提出一种补偿方法，允许在1 V x 1 V窗口内扫描栅极电压并保持贝叶斯优化器选择的传感器配置，为大型量子器件架构的自动化运行提供关键支持。
2023-10-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multiphoton excitation and high harmonic generation in rectangular graphene quantum dot
本文基于动态 Hartree-Fock 与扩展 Hubbard 近似研究矩形石墨烯量子点的多光子激发和 HHG，揭示边缘类型、尺寸、形状及场取向对截止能量与谐波产率的影响。
2022-09-25 cond-mat.mes-hall
A comment on: Universal control of superexchange in linear triple quantum dots with an empty mediator
在最近的预印本arXiv：2203.15521 G. X. Chan，P. Huang，and X. Wang声称在（1，0，1）电荷配置中的三重量子点超交换表现出作为中间点失谐的函数的符号变化（从正到负）。此外，他们的主张是，对于特定的点间失谐值，存在电荷最佳点。他们的分析是基于哈伯德模型和他们所称的完全解释-相互作用方法。所有这些发现都已经由M. J. Rančić和G. Burkard在参考文献Phys. Rev. B 96，201304（R）（2017）中基于哈伯德模型。参考文献arXiv：2203.15521中未提及该手稿。我已经要求作者紧急修改预印本，并将他们的工作定位于之前进行的研究-他们目前拒绝这样做，引用该页。在接受前修改预印本不是他们的风格。这与一些人物非常相似的风格一起使我得出结论，他们故意误导科学界，并试图采用其他人的工作和想法作为自己的。
2022-04-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamical control of correlated states in a square quantum dot
在低粒子密度的限制下，被限制在量子点中的电子形成称为维格纳分子的强关联态，其中库仑相互作用导致电子在空间中变得高度局域化。通过使用一个有效的Hubbard模型来描述这些态，我们研究了振荡电场如何驱动正方形量子点中的两电子Wigner分子的动力学行为。我们发现，对于某些组合的频率和强度的外加电场，各种电荷配置之间的隧穿可以强烈淬火，我们将这种现象的存在下的反交叉的Floquet准能谱。我们进一步得到了这些反交叉点位置的简单解析表达式，这使得一个给定的量子点的有效参数可以在实验中直接测量，并提出了令人兴奋的可能性，使用交流场来控制纠缠态的时间演化的介观器件。
2002-10-11 cond-mat.mes-hall
Simulated Charge Stability in a MOSFET Linear Quantum Dot Array
本文通过基于 Hubbard 模型哈密顿量对角化的数值计算方法，研究 MOSFET 线性量子点阵列的电荷稳定性，为可扩展自旋量子比特处理器设计提供栅极电压优化和串扰分析工具。
2024-02-23 cond-mat.mes-hall
Magnetic properties of a two-electron quantum dot
利用数值对角化方法确定了磁场中正方形量子点中两个相互作用电子的低能本征态。在强关联区，低能本征态表现出Aharonov-Bohm型振荡，其振幅随场的增大而减小。这些振荡，包括幅度的减少，可以再现到良好的精度由一个扩展的哈伯德模型的基础上的局域单电子Hartree状态。跳跃矩阵元$t$包括通常的动能项加上从库仑相互作用导出的项。后者是必不可少的，以获得良好的协议与确切的结果。$t$的相位引起通常的佩尔斯因子，该因子与通过由哈特里波函数的峰值定义的正方形的通量有关。$t$的幅度随着磁场的增加而缓慢减小，因为Hartree函数变得更加局部化，从而引起Aharonov-Bohm振荡的幅度减小。
1999-12-23 cond-mat.mes-hall
