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Kane固体量子计算机中核自旋读出
引用本文:蒙积林,龙桂鲁.Kane固体量子计算机中核自旋读出[J].清华大学学报(自然科学版),2003,43(12):1691-1694.
作者姓名:蒙积林  龙桂鲁
作者单位:清华大学,物理系,量子信息与测量教育部重点实验室,北京,100084
基金项目:国家自然科学基金资助项目(60073009),国家"九七三"重点基础研究项目(001CB309308),教育部博士点基金项目(2002003050)
摘    要:在2个量子位(qubit)的体系中,对Kane固体量子计算机模型的通过电子状态与核子自旋状态的交换进行测量的方法进行了研究。从2个量子位系统的Hamilton量出发,根据总自旋在外磁场方向的总投影分成5个不变子空间,构造它们的块对角矩阵形式。分析了它们所有的本征值和本征态随电子之间交换相互作用的大小的变化关系。结果表明:利用核自旋和电子自旋交换来测量核自旋的方法是有一定适用范围的,在2个量子位与2个电子的系统中的16个态中,只有4个可以利用这种方法来测量。

关 键 词:量子论  Kane模型  量子计算机  核自旋  Hamilton量
文章编号:1000-0054(2003)12-1691-04
修稿时间:2003年3月6日

Measurement of the nuclear spin state in Kane's solid-state quantum computer
MENG Jilin,LONG Guilu.Measurement of the nuclear spin state in Kane's solid-state quantum computer[J].Journal of Tsinghua University(Science and Technology),2003,43(12):1691-1694.
Authors:MENG Jilin  LONG Guilu
Abstract:The measurement of the nuclear spin state in the Kane's solid-state quantum computer was investigated for a simple two-qubit system. To simplify the calculations, the Hamiltonian matrix was divided into five invariant subspaces based on the projection of the total spins along the external magnetic field. The calculations analyzed the relations between the eigenvalues and eigenstates of the Hamiltonian matrix and the interactions between the two electrons. The results show that measurement of the nuclear spin state by exchanging the nuclear and election spin wave functions is restricted. Only four of the sixteen possible states in a two-qubit system can be measured using this method.
Keywords:quantum theory  Kane model  quantum computer  nuclear spins  Hamiltonian
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