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硅双核中的非互易 Pauli 自旋阻断量子点
由于具有大规模量子计算的潜力，门控硅量子点中的自旋量子比特正受到越来越多的关注。这种自旋量子比特的读出最准确且可扩展的方式是通过泡利自旋阻塞 (PSB) 完成的，然而，各种机制可能会提升 PSB 并使读出复杂化。在这项工作中，我们介绍了硅纳米线中多电子低对称双量子点 (DQD) 中 PSB 的实验研究。我们报告了对非对称 PSB 的观察结果，当自旋投射到对中的一个 QD 时表现为阻塞隧穿，但当投射到另一个 QD 时表现为允许隧穿。通过分析 DQD 与读出谐振器的相互作用，我们发现 PSB 提升是由 7.90 μ eV 的不同电子自旋流形之间的大耦合引起的，并且隧穿是不相干的。此外，16 个电荷配置中的 DQD 磁谱能够重建 DQD 的能谱，并揭示提升机制是能级选择性的。我们的结果表明增强的自旋轨道耦合可能使硅纳米线中电子自旋的全电量子位控制成为可能。
混合 cQED 系统中的微尺度光子源
我们的装置由1/4波长超导谐振器和栅极定义DQD组成，如图1（a）所示。谐振器由超导量子干涉仪（SQUID）阵列[29]组成，其谐振频率fr可调。每个SQUID包含两个约瑟夫森结，其电感与通量有关。在本文中，我们设定谐振器频率fr = 6.758 GHz，总衰减线宽、内部损耗率和外部损耗率为（κ，κi，κe）/2π=（58.9，36.9，22.0）MHz。由于 SQUID 阵列的电感很高，谐振器阻抗 Zr≈1kΩ，远远超过典型共面波导的 50Ω。DQD 由 GaAs/AlGaAs 异质结构中的顶部金属栅极定义，标记为 L、P、U、R 和 D。电子被捕获在 DQD 中，其中两个点的电化学电位可以通过栅极 L、P 和 R 进行调制。然后
通过色散栅极传感表征的INSB双量子点中的变量和轨道依赖性自旋轨道场取向
利用色散栅极传感（DGS），我们研究了在INSB纳米线中定义的多电子双量子点（DQD）中的自旋轨道（B SO）方向。在表征间点隧道耦合的同时，我们发现测得的分散信号取决于电子电荷占用以及外部磁场的振幅和方向。当DQD被总奇数电子占据时，色散信号主要对外部场取向不敏感。对于由总数均匀数量占据的DQD，当有限的外部磁场与有效的B So取向对齐时，分散信号会降低。这一事实可以识别B的b方向，以实现不同的DQD电子占用。B SO取向在电荷跃迁之间差异很大，通常既不垂直于纳米线也不垂直于芯片平面。此外，B因此对于涉及相同价轨道的一对过渡对，并且在此类对之间有所不同。我们的工作是表征量子点系统中自旋轨道相互作用的DG的实用性，而无需通过设备的任何当前流量。
弯曲时空中粒子产生的量子模拟
真空涨落转化为真实粒子最早是由 L. Parker 在考虑膨胀宇宙时预测的，随后 S. Hawking 在黑洞辐射研究中也做出了预测。由于他们的实验观察具有挑战性，模拟系统在验证这一概念方面引起了关注。在这里，我们提出了一个实验装置，它由两个相邻的压电半导体层组成，其中一个带有动态量子点 (DQD)，另一个是 p 掺杂的，顶部有一个附加栅极，这引入了空间相关的层电导率。后一层上表面声波 (SAW) 的传播由具有有效度量的波动方程控制。在 DQD 的框架中，这个空间和时间相关的度量拥有 SAW 的声波视界，并且在某种程度上类似于二维非旋转和不带电黑洞的声波视界。DQD 自旋的非热稳态表示以压电声子的形式产生粒子。
使用耦合量子点实现基于硬件的可调量子随机数生成
摘要 — 随机数在游戏和赌博、模拟、传统和量子密码学以及随机计算等非传统计算方案中是一种宝贵的商品。我们建议使用耦合量子点对上单个移动电荷的位置测量来生成随机位。量子力学通过 Born 规则提供测量结果的真正随机性。可以使用对同一双量子点 (DQD) 系统进行一系列重复测量来生成随机位串。只需调整局部状态之间的失谐，就可以根据需要消除或调整任何偏向“0”测量值或“1”测量值的偏差。设备可调性提供了多功能性，使该量子随机数生成器 (QRNG) 能够支持不需要偏差或需要可调偏差的应用。我们讨论了该 QRNG 的金属点实现以及分子实现。基本量子力学原理用于研究随机位串生成的功耗和时间考虑因素。DQD 具有较小的尺寸，在金属实现中，可用于需要低温操作的情况（如量子计算的情况）。对于室温应用，可以使用分子 DQD。
通过量子点接触检测开放双量子点系统的几何相位
理论研究了在纯失相和耗散环境下利用量子点接触（QPC）测量双量子点（DQD）系统的几何相位。结果表明，在这两种环境下，准周期内量子点间的耦合强度对准周期内几何相位的影响增强，这是由于连接两个量子点的隧穿通道宽度的扩大，加速了量子点间电子的振荡，使其演化路径变长。另外，由于系统与QPC间较强的耦合将电子冻结在一个量子点内，演化路径所包围的立体角近似为零，因此几何相位存在一个明显的近零区域，这与量子芝诺效应有关。对于纯失相环境，随着失相率的增加，几何相位被抑制，这仅是由系统的相位阻尼引起的。在耗散环境下，几何相位随着弛豫速率的增大而减小，这是由于体系的能量耗散和相位衰减共同作用的结果，该结果对在量子信息中利用几何相位构建基于量子点体系的容错量子器件具有指导意义。
时间依赖性的单电子通过量子点传输
纳米结构中的时间依赖性现象对理解和控制其动态行为的兴趣越来越大。应用程序之一是量子计算，其中可以通过以可编程方式操纵粒子（Qubits）来以平行方式进行某种信息处理[1，2]。在某些物理系统中已成功证明了各种量子算法[3]，并且在整合实用量子计算机所需的大量Qubits方面已经取得了进展，尤其是在SolidStatesystateSystateSystems中[4-9]。尽管跨性量表computermayrequire的巨大研究活动，但量子信息研究已经成功，因为提供了一种通用语言来与跨学科研究人员进行交流。量子型cannowbediscussedintermsofquantuminenformination Theory，它促进了物理学家，化学家，数学家和量子工程师之间的讨论。通常，任何将初始状态（密度算子）更改为最终状态的量子过程都可以通过完全阳性的痕量保护映射来描述[1]。对映射的知识用于定义量子信息过程。相同的映射提供了无脑摄取的iNteractractions。Quantumcomputation isbasedonanassemblyofunitaryoperations, whichcanbedecomposedintosomefundamental unitary operations on one- or two- qubit subsystems.因此，问题可以简化为几种单一操作员。实际上，现实的操作受到与量子系统耦合的环境的影响和降级，因此映射成为一个非整体量子过程[10]。降低系统相干性的两个重要量子过程是耗散的，其中量子系统的能量与环境交换，并进行dephasing，其中量子系统的相位由环境随机化。前者通常以纵向松弛时间（T 1）为特征，而后者则以横向松弛时间（T 2）为特征。此外，在与测量设备耦合下，测量过程也可以视为量子过程。量子计算需要一组完整的量子过程，以初始化所有量子位，执行一个和双Quit的单一操作，测量每个量子状态并避免出现非单一操作的错误[11]。纳米规模的固态设备中的量子动力学对于控制具有可编程量子过程序列的定制结构中的某些单个量子具有吸引力。具有约瑟夫森连接的超导电路成功证明了一个和两Q量的操作，具有高度的相干性[12，13]。可以通过设计设备参数和适当的脉冲序列来很好地与环境隔离。另一个系统是半导体量子点（QD），它提供可以用外部电压控制的人工电子状态。由于可以在半导体装置中设计和实际形成原子样电子状态，因此QD通常称为人工原子[14-17]。电子状态的高可控性可用于研究人工量子系统的动态行为以及量子计算系统的动态行为。有两个主要选择量子基础：单个QD中的自由度自由度和双量子点（DQD）中的电荷（轨道）自由度。在本文中，我们将回顾一些有关QD中的旋转和充电量子的研究，这些研究与量子信息处理和实际设备背后的物理现象有关。
InP 纳米线中 InAsP 双量子点间隧道耦合的磁调谐
嵌入纳米线波导的外延量子点 (QDs) 是单个光子和纠缠光子的理想来源，因为这些设备可以实现高收集效率和发射线纯度 1 – 4 。此外，这种架构有可能通过在纳米线内串联耦合量子点来形成量子信息处理器的构建块。具有清晰分子键合和反键合状态特征的量子点分子已被证明，其中可利用量子限制斯塔克效应 5、6 调整载流子群。这些光学活性量子点也是量子网络单元非常有希望的候选者，因为它们可以将光子量子比特中编码的量子信息传输到固态量子比特并在耦合的量子点电路中处理该信息 7 – 9 。控制点之间的隧道耦合是适当调整和执行量子比特之间量子门所需的关键特性。例如，在静电定义的量子点中，可通过为此目的设计的电门实现点间隧道耦合，并且已实现多达 9 个量子比特的线性阵列 10 。在外延量子点中，隧道耦合由量子点之间的距离决定，该距离在生长过程之后无法改变 7 、 11 – 13 。由于原子级外延生长的不确定性，这会产生可重复性问题。克服这些问题的尝试包括旨在引入受控结构变化的措施，例如激光诱导混合 14 、将发射器放置在光子腔中 13 或调整点附近的应变场 15 。这些过程可提高量子点发射器的均匀性，但是它们无法实现时间相关的调整和可寻址性。为了实现这一点，通过金属栅极将外部电场施加到量子点上，从而控制电荷状态 16 、通过斯塔克位移 5 进行光谱调谐以及通过四极场 17 控制激子精细结构。此外，最近在外延量子点中进行的电子传输实验已经证明了隧道耦合的电调谐 18 – 20 。然而，这些方法需要复杂的设备设计和工程。在本信中，我们通过施加垂直于点堆叠方向的磁场来演示点间耦合的可调谐性。我们首先对 InP 纳米线中的 InAsP 双量子点 (DQD) 进行光学磁谱分析，并确定了逆幂律，该定律控制每个点的 s 壳层发射之间的能量差，该能量差是点间距离的函数。发射能量受点成分和应变差异的影响，而点之间的耦合则在生长阶段由分隔它们的屏障厚度决定。但是，我们将证明我们可以调整对于特定状态，通过施加平行于量子点平面的磁场（即 Voigt 几何），发射能量差可在约 1 meV 的范围内按需变化。正如我们将要展示的，如果没有点之间的量子力学耦合，这种能量转移就不可能实现，我们将此结果解释为点间隧道耦合的磁场调谐是由于经典洛伦兹力的量子类似物而发生的。