激子量子比特LA声子纯退相干

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本文以抛物量子点中电子的基态和有一个激子的最低能态所构成的二能级系统作为量子比特,计算了由形变势下体纵声学声子(LAP)和激子相互作用引发的激子量子比特(qubit)纯退相干。 首先,采用求约化密度矩阵的方法,计算了球形量子点中形变势下声学声子引发的激子量子比特纯退相干,并找到了激子量子比特纯退相干因子对时间、温度和量子点受限长度的依赖关系。研究发现:激子量子比特的纯退相干因子在前2.5皮秒的时间范围内迅速增加,其纯退相干时间在皮秒量级;在温度即使为绝对温度0K时,由LA声子引发的纯退相干依然存在,在温度大于5K后,纯退相干因子随温度的增加而开始迅速增大;并发现量子点受限长度对纯退相干因子有重要影响,激子越受限,纯退相干越快。 其次,以二维量子点为激子量子比特载体,采用全量子力学的方法研究了电场和磁场对激子量子比特LA声子纯退相干的影响,找到了相应的电子和空穴的波函数,得出了激子量子比特的纯退相干因子在电场或磁场作用下与时间,温度及量子点受限长度的变化关系。研究发现:在不同的电场或磁场强度下,纯退相干因子在前1.5皮秒的时间范围内迅速增加,然后达到一常数值;在高温时,电场和磁场对纯退相干因子的影响不能忽略;并且强电场或强磁场都会引起激子量子比特显著的纯退相干。研究还发现:磁场对较大量子点激子量子比特纯退相干的影响大于对较小量子点的影响;而对于电场的情况,弱电场对大量子点激子量子比特纯退相干的影响比对小量子点的影响大,强电场对小量子点的影响比对大量子点的影响大。
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