Quantum state preparation in semiconductor dots by adiabatic rapid passage
特定量子态的制备是量子动力学的各种提议的实际用途的必需步骤。我们报告了一个实验演示的光学量子态制备在半导体量子点与电读出，这与早期的工作的基础上拉比触发的方法是强大的相对于光耦合的变化。我们使用绝热快速通道，它能够将单个点反转到指定的上能级。我们证明了当脉冲功率超过反转阈值时，最终状态与功率无关。这为在半导体点中制备量子态提供了一种新的工具，具有广泛的潜在用途。
2010-06-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
A geometrical approach to non-adiabatic transitions in quantum theory: applications to NMR, over-barrier reflection and parametric excitation of quantum oscillator
本文从几何（群论）的观点讨论非绝热过程（即绝热定理所排除的过程）。当参数依赖的哈密顿量表示李代数中的光滑曲线并且量子动力学由相应的李群演化算子确定时，在绝热区导出了非绝热跃迁概率的近似公式.我们分别用SU（2）和$SU(1.1)$群流形上的一阶动力学方程统一处理了含时磁场中的自旋进动和过势垒反射问题。简单的可解模型的解析解的比较。
2000-11-30 quant-ph
Fast long-range state transfer in quantum dot arrays via shortcuts to adiabaticity
通过量子点阵列快速有效地制备、操纵和转移量子态是固态物理中量子信息处理和量子计算的一项重要任务。传统的绝热传输协议，如绝热通道相干传输（CTAP）及其变体，传输速度慢，容易发生退相干，这在一定程度上会降低保真度。为了实现对退相干的鲁棒性，我们提出了一种加速多量子点系统中绝热电荷转移的协议，共享“绝热捷径”（STA）的概念。我们首先应用STA技术，包括反绝热驱动和逆向工程，以加快三重量子点的边缘点之间的直接（长距离）转移。然后，我们将我们的分析扩展到多点系统。我们展示了如何通过实施修改后的脉冲，快速绝热的外部点之间的电荷传输，最终可以实现不填充中间点。我们还讨论了在存在退相的情况下，传输保真度对操作时间的依赖性。通过最小化退相干和弛豫过程，所提出的用于加速QD阵列中的外部点之间的绝热电荷转移的协议为量子信息处理提供了鲁棒的机制。
2018-10-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Robust adiabatic approach to optical spin entangling in coupled quantum dots
激子跃迁为耦合纳米结构中的超快光学自旋操纵提供了一条可能的途径。本文详细研究了耦合量子点中光控电子自旋量子比特的三种主要激子介导的退相干通道：激子态的辐射衰减、激子-声子相互作用和激光修饰态之间的朗道-齐纳跃迁。我们考虑一个计划，以产生一个纠缠控制相位门上的一对耦合自旋，在其最简单的动态形式，使系统受到快速退相干率与激子创建期间的门操作。相比之下，我们表明，采用非共振激光激发的绝热方法，使我们能够同时抑制所有的退相干源，显着增加的保真度的操作，只有一个相对较小的门控时间成本。我们发现，精确到10^2分之一的受控相位门可以用绝热方法实现，而传统的动态方法似乎不支持适用于可扩展量子计算的保真度。我们的预测可以在不久的将来得到实验验证。
2008-08-28 quant-ph
Accelerated adiabatic passage of a single electron spin qubit in quantum dots
本文在栅极定义半导体量子点中实验实现无跃迁量子驱动绝热捷径，将单电子自旋量子比特的绝热态转移加速逾两倍，并通过展宽反绝热驱动补偿退相位误差，实现97.8%保真度。
2024-01-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
A geometrical crossover in excited states of two-electron quantum dots in a magnetic field
利用纠缠测度研究了两电子轴对称抛物量子点在垂直磁场作用下量子关联的演化。我们发现，在特定的外加磁场下，两个处于最低态的电子在零角动量投影下的密度分布的形状转变是纠缠的表现。
2013-05-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing the energy reactance with adiabatically driven quantum dots
隧穿哈密顿量描述了粒子从一个区域转移到另一个区域。虽然在隧穿区本身没有粒子存储，但它具有一定的能量。我们将相应的通量能电抗命名为通量能电抗，因为它像电抗一样，只在依赖于时间的输运中表现出来。值得注意的是，这个量对于在低温下再现单通道量子电容器的通用电荷弛豫电阻至关重要。我们表明，一个概念上简单的实验是能够证明的能量电抗的存在。
2017-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Optical RKKY Interaction between Charged Semiconductor Quantum Dots
我们展示了如何在相邻量子点中的电子之间的自旋相互作用可以诱导和光学控制。耦合是通过离域激子的虚拟激发产生的，并提供了一个有效的相干控制的自旋。这种量子操纵可以在绝热极限下实现，并且对由自发发射引起的退相干具有鲁棒性。应用实现的量子门，可扩展的量子计算机，并控制磁化的带电点阵列提出。
2002-06-07 cond-mat quant-ph
Thermodynamics of adiabatic quantum pumping in quantum dots
本研究针对单能级量子点的绝热量子泵浦问题，利用绝热展开建立自洽热力学描述，计算相关热力学量并与输运性质对比，发现电荷量子化极限下熵产生率为零、耗散功率量子化的规律。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Entangled states of two quantum dots mediated by Majorana fermions
在一对马约拉纳费米子的辅助下，我们提出了通过李雅普诺夫控制两个量子点在电荷和自旋自由度上纠缠的方案。考虑了四种不同的方案，即，隐形传态方案、交叉Andreev反射方案、点内自旋翻转方案和超越点内自旋翻转的方案。我们证明了用方波脉冲调制量子点的化学势可以产生纠缠，这在实际中是很容易实现的。与李雅普诺夫控制方法相比，我们还讨论了利用绝热通道制备纠缠态的方法。利用李雅普诺夫控制的方案有两个优点，即，控制哈密顿量的选择灵活，控制时间比绝热通过方案短得多。此外，我们还发现在点内自旋翻转之后的方案中，不同绝热通道的结果差别很大，这可以理解为量子相消干涉的一种效应。
2016-11-29 quant-ph
Pumping in quantum dots and non-Abelian matrix Berry phases
通过精确求解含时薛定谔方程，从非阿贝尔（矩阵）Berry相位的角度研究了量子点中的泵浦。我们的研究结果表明，泵浦电荷是有限矩阵Berry相的存在。当进行连续的绝热循环时，每个循环的泵浦电荷与前一个循环不同。
2008-02-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Geometrical Amplitude factors in the the adiabatic evolution
本文在具有虚本征值的厄米哈密顿量中引入并重新推导了几何振幅概念，证明绝热循环演化会产生纯几何起源的附加振幅因子，并以广义谐振子为例加以验证。
2025-05-05 quant-ph
Geometrical scheduling of adiabatic control without information of energy spectra
提出一种无需能谱信息的量子绝热最短时间路径协议，利用反绝热驱动设计参数调度，在横向场伊辛链和轴向次近邻伊辛模型上验证了其有效性。
2025-01-21 quant-ph
Adiabatic steering and determination of dephasing rates in double dot qubits
提出了一种利用相干微波脉冲在双量子点中制备任意叠加量子态的方案。求解运动方程的点密度矩阵，我们发现，这种叠加的失相率可以定量推断从额外的电子电流脉冲，出现由于可控击穿的相干布居陷阱的点。
2001-04-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent transfer of singlet-triplet qubit states in an architecture of triple quantum dots
我们提出了两种方案来实现两电子单重态-三重态量子比特的任意量子态在三个量子点链上的相干传输。该方案是基于对量子点的失谐能量的电控制。第一种是脉冲选通方案，需要直流脉冲和点间和点内库仑能量的工程。第二种方案是基于绝热定理，需要依赖于时间的失谐能量的控制，通过避免交叉率，系统保持在基态。我们使用典型的硅量子点的实验参数来模拟传输保真度。我们的研究结果给出了脉冲门控方案在亚ns门时间的$94.3\% < \mathcal{F} < 99.5\%$和绝热方案在几十ns的$75.4\% < \mathcal{F} < 99.0 \%$之间的状态转移的准确性。考虑到电荷噪声的退相，我们得到了脉冲选通方案的$94.0\% < \mathcal{F} < 99.2\%$和绝热方案的$64.9\% < \mathcal{F} < 93.6\%$之间的态转移几率。
2018-06-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Geometrical Rabi transitions between decoupled quantum states
一个周期性的扰动，如激光场不能诱导过渡矩阵元素为零的两个解耦状态之间的过渡。然而，我们表明，如果另外一些系统参数的变化是不稳定的，这样的过渡成为可能通过绝热变化引起的激发到其他状态。我们证明了两个解耦态之间的全振幅转移可以实现，更重要的是，系统的演化只取决于它在参数空间中的路径。然后，我们的技术提供了一个有价值的手段，研究非平凡的几何动力学通过辅助状态与大的能量分裂。
2008-09-17 quant-ph
Nonadiabatic Transitions for a Decaying Two-Level-System: Geometrical and Dynamical Contributions
本文研究了由非厄米哈密顿量描述的衰减二能级系统的朗道-齐纳问题。使用超绝热基允许计算慢扫描极限下的非绝热跃迁概率P，而无需明确指定哈密顿量。发现P由一个“动力”因子和一个"几何“因子组成。前者仅由复绝热本征值E_（t）决定，而后者仅需知道各绝热本征态分量之比α_（+-）（t）。这两个因子可分为一个只依赖于复水平交叉点的普适因子和一个涉及E_（+-）（t）的全时依赖性的非普适因子。这一一般结果适用于Akulin-Schleich模型，其中初始上能级用阻尼常数$γ$阻尼。对于解析幂律扫描，我们发现当γ小于临界值gamma_c时，P的Stueckelberg振荡存在，当γ> gamma_c时，P的Stueckelberg振荡消失。这种行为的物理解释将通过使用阻尼谐振子。
2006-07-31 quant-ph
Structured beam controlled super-resolution in quantum dots via rapid adiabatic passage
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
本文研究了基于快速绝热传递的超分辨率显微镜在双能级量子点系统中的应用，通过结构化光束的时空包络形成超分辨图像，抑制低强度环状结构，探讨了温度对成像方案的影响。
2026-03-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Qubit gates with simultaneous transport in double quantum dots
将双量子点中的单电子在磁场中的自旋作为四能级系统考虑。通过描述自旋-轨道耦合引起的自旋守恒隧道和自旋翻转导致的电子在势极小值之间的运动，我们基于四维（4D）旋转的几何形状反向设计了比绝热更快的状态操纵操作。特别是，我们展示了如何在同时执行所需自旋旋转的量子点之间传输量子比特。
2018-09-24 quant-ph
Non-adiabatic effect on the quantum heat flux control
在Hilbert-Schmidt空间中，利用全计数统计方法，给出了考虑非绝热效应的周期性环境调制下量子转移的一般公式。将该公式应用于在马尔可夫近似下与两个玻色子环境相互作用的非谐结模型，我们发现量子转移分为绝热（动力学和几何相）和非绝热贡献。这种扩展显示了量子转移的依赖性的非谐结的初始条件下调制之前，以及特征的环境参数，如相互作用强度和光谱密度的截止频率。我们表明，非绝热的贡献代表了回忆过去的调制，包括从初始条件的非谐结的过渡到稳定状态的调制的最开始确定的效果。这使我们能够调整调制的频率范围，从而我们可以通过设置非谐结的初始条件来获得对应于几何相位的量子通量。
2014-05-08 quant-ph
Coherent electronic transfer in quantum dot systems using adiabatic passage
我们描述了一个在三重量子点系统中的两个空间分离的量子点之间进行全电、快速、绝热布居转移的方案。电子在中间的点上没有时间，并且在转移过程中不会改变其能量。虽然是相干布居转移方法，但该方案可以很好地证明在非相干电子计算（例如量子点元胞自动机）中是有用的，其中它可以为其他非相干设备提供相干优势。它也可以被认为是II型量子计算的一个极限情况，其中对于单个门操作存在足够的相干性，但是对于操作之后的叠加的保持则不存在。我们将我们的分析扩展到许多介入点的情况，并解决了通过多点系统传输量子信息的问题。
2005-10-25 cond-mat.other quant-ph
Geometry of the adiabatic theorem
基于Anandan和Aharonov等人提出的量子力学的几何结构，我们提出了一个简单的量子绝热定理的教学推导。我们选择只使用理解这种情况下的绝热定理所需的最小几何结构。
2012-06-08 quant-ph
Geometrically robust linear optics from non-Abelian geometric phases
我们构造了一个由玻色子系统生成的量子完整性的统一算符框架。对于一个系统的哈密顿量是双线性的创建和湮灭运营商，我们发现一个holonomy组只由一组选定的正交模式服从一个更强的版本的绝热定理。这种光子数独立的描述提供了更深的洞察力，以及计算的优势相比，标准的形式主义的几何相位。特别是，量子完整性和线性光网络之间可以得出很强的类比。这种关系提供了一个明确的配方，任何线性光量子计算可以在绝热或非绝热几何相位方面的几何鲁棒性。
2022-04-07 physics.optics quant-ph
Spin-based all-optical quantum computation with quantum dots: understanding and suppressing decoherence
提出了一种利用半导体量子点实现量子计算的全光方案。量子存储器由存储在每个点中的多余电子的自旋表示。双量子比特门是通过开启不同量子点之间的trion-trion相互作用来实现的。利用泡利不相容原理，通过条件激光激发实现状态选择性。通过量子跳跃技术进行读出。我们分析了真实量子点中存在的主要缺陷：激子衰减、空穴混合和声子退相干对我们方案性能的影响。我们引入一个绝热门的程序，允许一个规避这些影响，并定量评估其保真度。
2003-04-04 quant-ph
Coherent population transfer in coupled semiconductor quantum dots
我们提出了一种在两个耦合半导体量子点中实现受激拉曼绝热通过的方法。两个脉冲激光场的适当组合允许两个纳米结构之间的相干载流子转移，而不会由于环境耦合而遭受显著损失。利用双点结构中载流子态的一般解，我们确定了有关的点和激光参数。
2000-08-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Abelian Geometrical Phase for General Three-Dimensional Quantum Systems
研究了三维希尔伯特空间中任意量子系统的绝热$U(2)$几何相位。在不实际求解瞬时哈密顿量的全本征值问题的情况下，得到了非阿贝尔几何相出现的充分必要条件。明确构造了具有$\xC P^2$结构的系统的参数空间。本文的结果适用于自旋$j=1$系统的任意多极相互作用哈密顿量$H=Q^{i_1,\cdots i_n}J_{i_1}\cdots J_{i_n}$及其线性组合。特别是它表明，核四极哈密顿量$H=Q^{ij}J_iJ_j$实际上导致非阿贝尔几何相位$j=1$。这个系统，玻色子，是时间反演不变的。因此，它不能支持阿贝尔绝热几何相位。
1996-08-20 hep-th quant-ph
Geometry of adiabatic Hamiltonians for two-level quantum systems
本文用平面曲线微分几何的方法给出了绝热区量子力学二能级系统相干动力学问题的表达式。我们表明，有一个自然的平面曲线对应的哈密顿系统的几何量有一个简单的物理解释。特别地，曲线的曲率具有非绝热耦合的作用。
2015-01-14 quant-ph
Evaluating holonomic quantum computation: beyond adiabatic limitation
基于对绝热极限以外系统的动力学分辨，对完整量子计算的光学方案的建议进行了评价。利用推转表象和规范变换方法精确求解了含时薛定谔方程。除了提供严格的确认holonomies的几何预测，持有理想的绝热情况下，动力学分辨率使人们能够精心评估的幅度的非绝热偏差，使量子计算引起的错误可以明确估计。
2002-08-18 quant-ph
Topological Quantum Gates with Quantum Dots
我们提出了一个理想化的模型，涉及相互作用的量子点，可以支持量子计算的动力学和几何形式。我们表明，通过采用类似于Aharonov-Bohm效应中使用的结构，我们可以构建一个拓扑双量子位相位门，该相位门在很大程度上独立于控制参数的精确值，因此对控制误差具有弹性。该装置的主要部件可以用现有技术实现。
2003-02-10 quant-ph
Composite pulses in NMR as non-adiabatic geometric quantum gates
我们证明了在核磁共振实验中广泛使用的一些复合脉冲可以看作是具有Aharanov-Anandan相的非绝热几何量子门。因此，我们揭示了一个基本的量子力学的复合脉冲的传统技术背后的问题的存在。为了研究这种复合脉冲对波动的鲁棒性，我们提出了一个实用的噪声模型在一个两能级系统。然后，我们发现，即使在一个特定类型的起伏的复合脉冲具有纯粹的几何性质。
2009-08-07 quant-ph
Relativistic Adiabatic Approximation and Geometric Phase
本文对与电磁、引力和任意标量势最小耦合的Klein-Gordon场，发展了量子绝热近似的相对论模拟。计算了相应的绝热动力学相和几何相。本文介绍的方法避免了在Klein-Gordon方程的解空间上使用内积。在相对论朗道能级问题和旋转宇宙弦的分析中，证明了它的实用优势。
1998-07-01 hep-th quant-ph
Measuring the Adiabatic Non-Hermitian Berry Phase in Feedback-Coupled Oscillators
几何Berry相位是理解循环绝热演化下量子态行为的关键。当推广到具有增益和损耗的非厄米系统时，Berry相位可以变得复杂，并且不仅应该修改状态的相位，而且还应该修改状态的振幅。在这里，我们进行了第一次实验测量的绝热非厄米Berry相位，探索一个最小的两个网站$\mathcal{PT}$对称哈密顿量的启发Hatano-Nelson模型。我们通过将其动态映射到一对基于实时测量的反馈耦合的经典振荡器的动态来实现这种非厄米模型。正如我们通过实验验证的那样，绝热非厄米Berry相位是一种纯粹的几何效应，即使所有本征能量都是实数，它也会导致参数空间内的非周期路径的振幅显著放大和阻尼。我们进一步观察到一个非厄米模拟的Aharonov-玻姆螺线管效应，观察放大和衰减时，环绕一个区域的破$\mathcal{PT}$对称性，作为一个源的虚通量。该实验证明了非厄米特系统所特有的几何效应的重要性，并为进一步研究合成超材料中的非厄米特和拓扑物理铺平了道路。
2022-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.class-ph
Controlled Flow of Spin-Entangled Electrons via Adiabatic Quantum Pumping
提出了一种利用绝热量子抽运动态产生和控制自旋纠缠电子流的方法。泵浦周期的功能由定域两体相互作用的周期性时间变化。由于传统的基于一维散射矩阵的绝热量子抽运方法不能应用于此，我们提出了一种广义的绝热量子抽运方法。我们具体计算了量子点的Hubbard模型内的自旋纠缠电子流，并讨论了可能的实现方式，并确定了可用于控制单态流的参数。
2005-06-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adiabatic Quantum Transport in a Spin Chain with a Moving Potential
在自旋链中实现量子态转移的许多方案对自旋-自旋耦合强度的随机波动都不鲁棒。为了实现稳健的量子态转移，本研究提出了一种绝热量子布居转移方案。该方案利用了一个缓慢移动的外部抛物势，并定性地解释了绝热以下的量子态的运动分界线结构的经典相空间中的钟摆类比。详细方面，我们的绝热人口转移计划，包括其鲁棒性，计算研究。我们的绝热方案在量子信息传输的应用进行了讨论，重点放在使用双自旋链编码量子相位。这些结果对于控制量子点阵列中的电子隧穿也是有用的。
2007-12-11 quant-ph
Berry Phase and Adiabatic Breakdown in Optical Modulator
我们考虑了一种基于环形谐振腔结构的全光纤光调制器。绝热到非绝热过渡的情况下，被认为是在一个往返沿环的几何（Berry）相位突然改变π。讨论了有限线宽光输入对调制器响应度的影响。我们表明，建议的调制器的响应度可以显着提高与优化设计，并与其他配置相比。
2004-12-26 physics.optics quant-ph
Semiconductor-based Geometrical Quantum Gates
我们提出了一个完整的实施方案，即，基于半导体纳米结构的几何量子信息处理。我们的量子硬件由耦合的半导体宏原子组成，由超快脉冲激光脉冲序列寻址/控制。更具体地，逻辑量子比特被编码在具有不同自旋极化的激子状态中，并通过激光振幅的绝热时间控制来操纵。双量子位门是通过利用相邻量子点中激子之间的偶极-偶极耦合以几何方式实现的。
2003-02-13 quant-ph
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
Long-range adiabatic quantum state transfer through a tight-binding chain as a quantum data bus
我们提出了一个基于绝热通过的方案，该方案允许通过具有常通相互作用的紧束缚链进行远程量子通信。通过改变外加的栅极电压，电子可以从发送点输运到目标点。数值求解了具有一定数量量子点的系统的薛定谔方程。结果表明，该方案是一种简单而有效的协议，在适当的门脉冲相干操纵的人口转移。分析了能隙和转移时间对系统参数的依赖关系，并给出了数值结果。该方法为今后在实验中实现绝热量子态转移提供了指导。
2012-07-08 quant-ph
A quantum interface between light and nuclear spins in quantum dots
飞行的光子量子比特与静止的基于物质的量子比特的相干耦合是量子通信网络的重要组成部分。我们展示了如何在行波光场和极化核自旋之间实现这样一个量子界面，该界面位于强耦合到高精细光学腔的单电荷量子点中。通过消除电子，实现了直接有效的耦合。根据所施加的激光场，获得能够写入或读出的相互作用。
2010-01-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the rotating wave approximation in the adiabatic limit
我重新审视了量子光学中一个长期存在的问题：什么时候旋转波近似是合理的？在Jaynes-Cummings和Rabi模型方面，我证明了无论系统参数如何，近似一般都在绝热极限下崩溃。这是明确表明，通过比较贝里阶段的两个模型，其中发现，这个几何相位是严格为零的拉比模型相反的非平凡的贝里阶段的Jaynes-Cummings模型。这个令人惊讶的结果的来源可以追溯到两个模型中不同的拓扑结构。
2012-08-09 quant-ph
Quantum Bus of Metal Nanowire with Surface Plasmon Polaritons
我们发展了一种利用等离子体电路的量子总线和自组装量子点中的自旋量子比特进行分布式量子计算的体系结构。两个遥远的自旋量子比特之间的确定性量子门可以通过使用绝热方法来实现，其中量子点与金属纳米线中的高度失谐的等离子体激元模式耦合。等离子体量子总线为量子光学实验和由各种量子节点（如量子点、分子和纳米颗粒）组成的片上量子网络的开发提供了一个强大的、可扩展的平台。
2010-04-15 quant-ph
Teleportation on a quantum dot array
提出了一种基于双量子点阵列的量子隐形传态协议模型。利用一对量子点与一个多余电子通过隧穿耦合对未知量子比特进行编码，并利用不同量子点对之间的库仑排斥作用，给出了如何利用这类量子比特产生最大纠缠态的方法.利用这些纠缠态与进入的未知态之间的绝热耦合再次进行隐形传态。最后，鲍勃的量子位的突然分离使得爱丽丝的状态的时间演化提供了标准贝尔测量的修改版本。用一串耦合的DQD替代四个量子点的纠缠态，得到了一个高保真度的量子信道，实现了长距离传输。
2004-02-25 quant-ph
From the adiabatic theorem of quantum mechanics to topological states of matter
近年来，拓扑物态研究引起了人们极大的兴趣，本文主要介绍拓扑物态的理论基础。本文从几何角度提出的量子力学的绝热定理出发，引入TSM概念，根据其全局几何特征，区分了在非相互作用系统和平均场超导体中分别具有代表性的带隙多体基态。这些分类功能的拓扑不变量定义的绝热曲率这些散装绝缘系统。本文在K-理论的框架下综述了TSM在所有对称类中的一般分类。此外，我们概述了如何相互作用和无序可以包括到TSM的理论框架，通过重新制定相关的拓扑不变量的单粒子格林函数和通过引入扭曲的边界条件，分别。最后，我们整合领域的TSM到一个更广泛的背景下，区分TSM的拓扑秩序的概念，已被引入研究分数量子霍尔系统。
2013-02-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Efficient electron transfer in quantum dot chains controlled by a cubic detuning profile via shortcuts to adiabaticity
在半导体纳米结构中实现长距离、快速、精确的电荷转移是可扩展电子器件的目标之一。本文从理论上研究了具有非线性时变轮廓的电场脉冲对电子沿半导体静电量子点线性链穿梭的控制。我们表明，这种基本的非线性以及绝热技术的捷径，以高保真度加速电子转移，同时仍然保持很大的鲁棒性下自旋翻转相互作用和不均匀性的耦合链。给定的保真度可以通过控制控制脉冲的最大扫描能量和持续时间来实验性地设置
2022-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Walks in an array of Quantum Dots
量子随机游动具有非直观的动力学，这使得它们成为一个有吸引力的研究领域，为著名的经典问题以及量子计算领域中出现的问题设计量子算法。在这项工作中，我们提出了一个新的方案，利用激光激发的量子点阵列的电子态的离散时间量子随机行走的物理实现。这些点表示行走的离散节点，而每个点内部的能级之间的跃迁对应于所需的硬币操作，并且采用受激拉曼绝热通过（STIRAP）过程来诱导行走的步骤。量子点设计以使得能够选择性地耦合能级的方式定制。我们的模拟结果表明，与理想的量子行走分布以及适度的鲁棒性对噪声干扰的密切协议。
2007-12-11 quant-ph
Nonlinear Quantum Evolution Equations to Model Irreversible Adiabatic Relaxation with Maximal Entropy Production and Other Nonunitary Processes
本文首先讨论了作者在不可逆性和热力学的完全量子理论的框架下，针对单个孤立或绝热粒子、量子比特或量子双态提出的最大熵产生/最陡熵上升非线性演化方程的几何结构和主要数学特征，最近又被其他作者重新发现。非线性方程生成一个动力学群，而不仅仅是一个半群，提供了任何非平衡密度算子向平衡的不可逆保守松弛的确定性描述。它满足一个非常严格的稳定性要求，相当于热力学第二定律的Hatsopoulos-Keenan声明。然后，我们研究的形式的演化方程，我们提出来描述多体孤立或绝热系统。这取决于新的非线性投影，定义了我们解释为整个系统的能量和熵的“局部感知”的局部算子。在恒定的局部感知能量下，每个组分粒子沿着局部感知熵的最陡增加方向贡献独立的局部趋势。它保存了本地感知的能量和整体能量，并满足强可分性和非信令条件，即使本地的演变并不独立于现有的相关性。最后，我们展示了如何的几何结构可以很容易地导致其他相关的模型，如非酉等熵演化所需的系统的绝热可用性的充分提取。
2009-07-11 quant-ph
Non-Abelian geometrical control of a qubit in an NV center in diamond
我们提出了一种在金刚石中带负电荷的氮空位中心实现光学量子比特旋转的方法。量子比特在相对较低的温度极限下被编码在基态简并态中。旋转过程的基本思想是绝热通道中的非阿贝尔几何相位，它是由两个简并暗态之间的非绝热跃迁产生的。的可行性是基于成功的模型NV中心作为一个激发的双重四能级原子。
2012-07-09 quant-ph
Pulse sequence designed for robust C-phase gates in SiMOS and Si/SiGe double quantum dots
从理论上分析了SiMOS和Si/SiGe自旋量子比特实验中单量子比特和双量子比特门的误差，提出了一种利用理想局域旋转抑制电荷噪声引起的交换耦合误差的脉冲序列。在实践中，脉冲序列的整体保真度将仅受可用的单量子位门的质量的限制：C相失真变成$\approx 2.5 \times$，即单量子位操作的失真。基于实验数据，我们建立了误差模型，并表明C相门不稳定性可以被抑制两个数量级。我们的脉冲序列是简单的，我们希望实验实现将是相对简单的。我们还评估了这种门对$1/f$噪声的性能。假设一个软的紫外截止，我们表明，准静态噪声设计的脉冲序列仍然表现良好，当截止发生在$\sim 1$ MHz以下给出足够快的一个量子比特拉比频率，抑制失真的数量级相比，现有的直接绝热协议。我们还分析了在有限的上升期nonadiabaticity的影响，并发现，adiabaticity是不是一个限制交换耦合的电流值。
2018-10-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simulated coherent electron shuttling in silicon quantum dots
数值模拟了单电子在硅量子点中的穿梭过程。一个最小的门几何结构没有明确的隧道势垒门，并用于定义一个链的积累模式量子点，每个由一个单一的栅极电压控制。一维势是从三维静电模型中导出的，并用于构造有效的哈密顿量以进行有效的模拟。控制脉冲序列通过保持固定的绝热性来设计，使得可以系统地比较不同的穿梭条件。我们首先使用这些工具来优化器件的几何形状，以获得最大的传输速度，只考虑轨道状态，忽略谷和自旋自由度。考虑到实际的几何约束，电荷穿梭速度高达$\sim$ 300 m/s保持绝热性。通过在有效哈密顿量中加入自旋轨道和谷项，使单重态对中的一个成员穿梭，并跟踪纠缠保真度，模拟了相干自旋输运。在实际的器件和材料参数下，当隧穿能量超过塞曼能时，得到了10-100 m/s范围内的梭速和高自旋纠缠态.高保真度还要求点间谷相位差低于由隧穿能量和塞曼能量的比率确定的阈值，使得自旋-谷-轨道混合较弱。在这个制度中，我们发现，不忠的主要来源是一个相干的自旋旋转，是可纠正的，在原则上。这些结果与同位素纯化硅中大规模自旋量子比特处理器的建议有关，该处理器依赖于自旋的相干穿梭来快速地在计算节点之间分配量子信息。
2020-12-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence of electron spin qubit during transfer between two semiconductor quantum dots at low magnetic fields
本文理论分析了低磁场下自旋量子比特在两个半导体量子点间绝热转移时的退相干机制，指出低隧穿耦合会放大各类误差，并提出硅基系统中实现高保真度转移所需的隧穿耦合条件。
2024-11-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exact solutions and magnetic monopoles in adiabatic three level systems
研究了受激拉曼绝热通道中三能级系统中与薛定谔方程相关的几何相位。我们明确地解决了一个对偶模型，其中的脉冲施加在违反直觉和直觉的顺序。我们发现，当脉冲面积有限时，会产生一对带相反电荷的磁单极子，导致末态粒子数的振荡。相移的应用包括例如量子计算中的相位门、量子密码学中的相位操纵和量子干涉中的相位相互作用。
2020-04-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Control of many electron states in semiconductor quantum dots by non-Abelian vector potentials
量子系统的简并本征态的绝热时间演化提供了用于控制电子态的手段，因为简并能级之间的混合产生矩阵Berry相位。在存在自旋轨道耦合的n型半导体量子点中，电子的哈密顿量在时间反转操作下保持不变，多体基态可能是双简并的.当电子数为奇数时，这种双重简并性可以产生非阿贝尔矢量势。我们发现许多电子波函数的反对称性对矩阵Berry相位没有影响。我们推导出的方程，允许一个调查的电子关联的影响，通过表示非阿贝尔矢量势的单电子非阿贝尔矢量势的多电子系统。
2007-06-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum computation with moving quantum dots generated by surface acoustic waves
受最近实验观察的启发[M. Kataoka等人，物理修订版信函{ \bf 102}，156801（2009）]，我们在这里提出了一种理论方法来实现量子计算与电子的束缚态的移动量子点产生的表面声波的驱动。与由二维电子气（2DEG）上方的一系列静态电极限定的静态量子点不同，在此，单个电子通过表面声波（SAW）从2DEG储集器捕获，然后被捕获在移动量子点（MQD）中，该移动量子点（MQD）传输穿过准一维通道（Q1 DC），其中所有的电子已经通过表面栅极的作用被排除在外。这里介绍的飞行量子比特是由MQD中电子的两个最低绝热能级编码的，这两个能级之间的拉比振荡可以通过向表面门施加精细选择的微波脉冲来实现。通过利用不同运动量子点中电子之间的库仑相互作用，我们证明了一种理想的双量子比特操作，即，i-SWAP门，可以实现。目前的飞行量子位的读出也是可行的与当前的单电子检测技术。
2011-02-15 quant-ph
Coherent Tunneling by Adiabatic Passage of an exchange-only spin qubit in a double quantum dot chain
提出了一种基于绝热通道相干隧穿（CTAP）的方案，在线性排列的双量子点链中实现自旋量子量子态的交换。量子位的逻辑状态通过采用限制在双量子点中的三个电子的自旋状态来定义。完全通过电操作来获得门操作的可能性使得该量子位在用于实现量子算法的量子计算领域中成为有价值的架构。研究了外控制参数的影响以及退相对链中相干隧穿的影响。在绝热输运过程中，在一个恒定的能量简并本征空间内，链内部的双量子点中的态不被填充，而外部的混合态的瞬态布居被预测。
2015-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
