Когерентна зв’язок віддалених квантових точок

Як спини, так і заряди електронів у напівпровідникових квантових точках можуть використовуватися в якості кубітів – елементарних одиниць квантової інформації. Операції з спиновыми кубітами засновані на обмінному взаємодії спінових магнітних моментів, а з зарядовыми – на ефект тунелювання електронів з однієї квантової точки в іншу. Оскільки із зростанням відстані між квантовими точками їх тунельна зв’язок послаблюється експоненціально, то на практиці тунелювання має місце тільки між сусідніми точками.

Тому якщо потрібно “перекинути” електрон з одного краю великого масиву туннельно-пов’язаних точок на інший, то з ним потрібно послідовно провести відповідну кількість локальних операцій. В роботі [1] (Нідерланди, Швейцарія) на прикладі одновимірного ланцюжка з трьох квантових точок (див. рис.) показано, що можливо когерентне тунелювання одиничного електрона між крайніми точками, минаючи центральну.

Три електростатично визначені квантові точки в двовимірному електронному газі. Зображення отримано методом скануючої електронної мікроскопії.

Це досягається за допомогою віртуального переходу електрона на центральну точку. Швидкість тунелювання при цьому визначається величиною расстройки енергетичних рівнів квантових точок. В принципі ніщо не заважає туннелированию такого типу в системі квантових точок з більш складною архітектурою. Поки не ясно, чи зберігається когерентність спінового стану електрона при віртуальних переходах. Якщо так, то виявлений ефект можна використовувати для віддаленого доступу не тільки до зарядовим, але і до спіновою кубитам.

1. F. R. Braakman et al., Nature Nanotech. 8, 432 (2013).

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *