球型量子点量子比特内电子的概率密度分布

通过精确求解能量本征方程及变分方法,得到球型量子点中电子-声子相互作用体系的基态和第一激发态能量,以这样一个两能级体系构成一个量子比特.数值计算表明,当量子点尺寸一定时,量子比特中电子的概率密度随空间位置的变化而变化,且各个空间点的概率密度均随时间做周期性振荡,振荡周期随球半径的增大而增大.     

二维量子阱中单电子量子比特的性质

通过求解能量本征方程,得到弱磁场作用下的二维势阱中电子的本征能量及其波函数,进而以基态和第一激发态波函数构造了一个量子比特.数值计算结果表明,量子比特内电子的空间概率密度随空间坐标和时间的变化而变化,在阱的边缘处出现的概率值为零,在其他位置相对较大;各个空间点的概率密度均随时间做周期振荡,振荡周期与阱宽有关,与外磁场无关,它随阱宽的增加而增大.     

抛物线性限制势量子点量子比特的振荡周期

在抛物量子点中电子与体纵光学声子强耦合的条件下，应用Pekar变分方法得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及基态和第一激发态本征波函数．量子点中这样二能级体系可作为一个量子比特．当电子处于基态和第一激发态的叠加态时，计算出电子在空间的几率分布作周期性振荡．并且得出了振荡周期随受限长度及耦合强度的变化关系．     

量子盘中量子比特的性质

在考虑电子与体纵光学声子强耦合的条件下,通过求解能量本征方程,得出了量子盘中电子的基态能量和第一激发态能量及其相应的本征波函数;采用幺正变换和元激发理论方法研究了声子效应;并以极化子的基态和第一激发态为基础构造一个量子比特.对KBr量子盘的数值计算表明:量子盘的尺寸效应显著,其能量随半径的减小迅速增大;量子比特内电子的概率密度与空间坐标和时间有关,当角坐标和时间给定时,概率密度随半径的变化而变化,在盘中心位置处电子的概率密度最大,在盘界面处概率密度为零;当半径和时间给定时,概率密度随角坐标的变化而变化;并且各个空间点的概率密度均随时间作周期性振荡.     

有限深对称量子阱中电子量子比特的性质

通过求解有限深对称量子阱中电子的能量本征方程,得到电子的能量状态;并以此为基础利用基态和第二激发态叠加构造一个量子比特,研究电子量子比特的性质.数值计算结果表明:概率密度的振荡周期与量子阱宽度和深度均有关,当势阱深度给定时,振荡周期随量子阱宽度的增大而增大,当阱宽给定时,振荡周期随势阱深度的增大而减小.各坐标点的概率密度幅值不同,量子阱中心位置概率密度幅值最大,其它位置较小.电子的概率密度以周期T在z方向振荡,不同时间点的概率密度幅值不同,在一个周期内,当t=0T,1T时电子概率密度在阱内中心达到最大,当t=0.5T时电子概率密度在阱内中心达到最小;在阱外电子的概率密度都是向两边逐渐衰减的.     

柱形量子点qubit的振荡周期

通过精确求解能量本征方程获得柱型量子点中的电子能态,并利用电子的基态和第一激发态构造一个量子比特．对GaAs量子点的数值计算表明：量子点能量随半径或柱高的增大而减小;量子比特的振荡周期随半径或柱高的增大而增大．     

声子效应对量子比特自由旋转品质因子的影响

在三维抛物线性限制势量子点中电子与体纵光学声子强耦合下，应用Peter变分方法得出了电子的基态和第一激发态的能量及基态和第一激发态的本征波函数．量子点中这样的二能级体系作为一个量子比特，计算出了量子比特的自由旋转品质因子，并且得出了自由旋转品质因子随受限长度及电子-声子耦合强度的变化关系．     

磁场中KBr纳米管量子比特的性质

通过精确求解能量本征方程、幺正变换和变分相结合的方法，研究了磁场中纳米管里极化子的性质。对KBr纳米管的数值计算表明：在均匀磁场中极化子的基态能量、激发态能量随纳米管外径减小（或内径增加）而增加，随纳米管内径减小（或外径增加）而减小，激发态能量随磁场强度的增加而增加。量子比特的振荡周期随纳米管内径增加（或外径减小）而减小，随磁场强度的增加而减小。     

量子环中量子比特的自由旋转品质因子

在量子环中电子与体纵光学声子强耦合的情况下,通过求解能量本征方程,得出了电子的第一激发态和基态的能量及其波函数.数值计算结果表明自由旋转品质因子随量子环内径(或外径)的增大而减小,且随电子-声子耦合强度的增大而增大.     

量子点受限长度对量子比特自由旋转品质因子的影响

利用抛物量子点中电子的二能级系统作为一个量子比特．研究了量子比特的自由旋转品质因子和量子点受限长度的关系．在本文的量子比特模型中。得到了量子比特的自由旋转品质因子随着纵向受限长度的增加而减少。而不随横向受限长度发生变化．同时发现能级结构也随受限长度的变化而发生变化．     

2个原子与2个耗散腔场量子体系中的量子退相干

应用J-C模型与相互作绘景中的密度算符理论,研究了2个相互纠缠的理想腔体中2个二能级Rydberg原子与2个纠缠耗散腔场单光子共振相互作用过程中的量子退相干,得到了2个二能级原子的退相干因子.通过对数值计算,讨论了耗散系数和原子-光场相互作用耦合系数对原子态的量子相干性的演化特性的影响.结果表明,耗散系数和原子-光场相互作用强度不仅影响原子态的量子相干性的演化的振荡性,而且影响其演化的周期性.     

伊辛模型中的纠缠动力学

伊辛模型是最简单的海森堡模型,对该模型中纠缠的研究将极大地推动固态量子计算机的发展.在考虑系统相位消相干的基础上,研究了带有Dzyaloshinski-Moriya(DM)相互作用的两量子比特伊辛链中的纠缠动力学问题后发现:相位消相干和DM相互作用对纠缠的影响依赖于系统初态的形式.对某些初态来说,系统纠缠始终不变;对另外一些初态来说,系统纠缠随时间振荡并逐渐减小,增加DM相互作用将减小纠缠和振荡周期,增加相位消相干率也将减小纠缠,但振荡周期不变.     

基于系综金刚石氮空位色心量子调控系统设计

为了实现量子的自旋调控和精密测量,将金刚石作为自旋载体材料,设计了基于系综金刚石氮空位（Nitrogen-vacancy, NV）色心量子调控系统。通过利用金刚石独特的自旋三重态容易被初始化,操控和读出,基于LabVIEW软件,设计编写了脉冲序列发生模块并搭建了共聚焦系统,调控了系综NV色心的自旋量子态。结果表明：该系统可以调控系综NV色心的自旋量子态;实现了NV色心拉比振荡实验的测量;拉比振荡周期为100ns。可见该系统结构设计简单,为下一步延长退相干时间,提高系统灵敏度打下基础。     

Optical pumping of a single hole spin in a quantum dot

The spin of an electron is a natural two-level system for realizing a quantum bit in the solid state. For an electron trapped in a semiconductor quantum dot, strong quantum confinement highly suppresses the detrimental effect of phonon-related spin relaxation. However, this advantage is offset by the hyperfine interaction between the electron spin and the 10(4) to 10(6) spins of the host nuclei in the quantum dot. Random fluctuations in the nuclear spin ensemble lead to fast spin decoherence in about ten nanoseconds. Spin-echo techniques have been used to mitigate the hyperfine interaction, but completely cancelling the effect is more attractive. In principle, polarizing all the nuclear spins can achieve this but is very difficult to realize in practice. Exploring materials with zero-spin nuclei is another option, and carbon nanotubes, graphene quantum dots and silicon have been proposed. An alternative is to use a semiconductor hole. Unlike an electron, a valence hole in a quantum dot has an atomic p orbital which conveniently goes to zero at the location of all the nuclei, massively suppressing the interaction with the nuclear spins. Furthermore, in a quantum dot with strong strain and strong quantization, the heavy hole with spin-3/2 behaves as a spin-1/2 system and spin decoherence mechanisms are weak. We demonstrate here high fidelity (about 99 per cent) initialization of a single hole spin confined to a self-assembled quantum dot by optical pumping. Our scheme works even at zero magnetic field, demonstrating a negligible hole spin hyperfine interaction. We determine a hole spin relaxation time at low field of about one millisecond. These results suggest a route to the realization of solid-state quantum networks that can intra-convert the spin state with the polarization of a photon.     

Quantum Size-Dependent Third-Order Nonlinear Optical Susceptibility in Semiconductor Quantum Dots

The density matrix approach has been employed to investigate the optical nonlinear polarization in a single semiconductor quantum dot(QD). Electron states are considered to be confined within a quantum dot with infinite potential barriers. It is shown, by numerical calculation, that the third-order nonlinear optical susceptibilities for a typical Si quantum dot is dependent on the quantum size of the quantum dot and the frequency of incident light.     

含类氢杂质的量子点的基态能

用Ｐｅｋｅｒ－Ｌａｎｄａｕ变分法计算了含类氢杂质的量子点基态能，发现外磁场、量子点固有禁闭势、电子杂质相互作用、电声子相互作用对量子点基态能都有影响，并有一定相互关系