现量子逻辑门操作:或把电子放入这些量子点,通过库仑相互作用实现量子逻辑门操作。这个方案的原理可简单描述如下∞】:两个量子点分开距离R并嵌埋在半导体中,取每个点的基态和第一激发态作为计算基,记为Io)和f1)。这两个量子点可以是两个自旋粒子,通过磁偶极互相作用;也可以是两个电子,通过电偶极互作用,实现量子逻辑门操作。我们以两自旋粒子为例,并略去粒子嵌埋于其中的环境的影响。在仔细选择的条件下,两量子点系统的互相作用Hamiltonian量可以写作H—Hl+H2+Hm台其中日1=hwaSlzH2=疗∞2S2zH耦=4hD..S1zS2z这里j∥j2z分别是自旋粒子1和2的自旋算子的z分量,因此四川大学硕士研究生学位论文j,。Io)。委^lo)j。。11)=一要壳11)类似的关系对j::也成立。甜。-r,占。决定于自旋粒子f的回旋比y.和受到作用的磁场E,可l;【调节磁场曰。,使甜。,∞:。Q是耦合系数,它的大小取决于两粒子的自旋取向以及它们互相接近的距离。该方案的优点是量子位可以镶在固体材料中的固态量子器件上,便于集成。1.4本文研究的主要内容、目标和方法量子计算机的中央处理器(CPU)是由量子逻辑门组成的,量子逻辑门的实现是量子计算机实现的前提,因此,量子逻辑门成为大家研究的热点课题之一。随着实验技术的成熟,科学家们已经能够从实验上,做出量子逻辑门。对于量子计算机的实现,这无疑是一个重大进展。环境对量子逻辑门的影响是很大的,遐相干问题普遍受到大家关注。在本文中,我们主要研究了,单粒子量子逻辑门以及自旋团簇量子逻辑门的物理实现。我们的研究主要有两个目标:(1),探讨是否能够实现一位通用量子逻辑门;(2),能否实现抗环境干扰性能较好的一位量子逻辑门。我们分别研究了这两种系统:处在随时间变化的磁场中的自旋为×的单粒子和由三个自旋为%的粒子组成的自旋团簇,并用代数动力学方法求解该模型。
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