Quanteninformationsverarbeitung und Dekohärenz in festkörperphysikalischen Systemen

固态物理系统中的量子信息处理和退相干

• 批准号: 5180021
• 负责人: Professor Dr. Peter Hänggi
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Theoretische Physik I
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 1998-12-31 至 2001-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5180021?language=en
• 关键词: Quanteninformationsverarbeitung; und; Dekoh; renz; festk

Ein wichtiger realisierbarer Meilenstein unseres Forschungsvorhabens betrifft die detaillierte Untersuchung der Dekohärenz bei Gatteroperationen, wenn zwei wechselwirkende Qubits an ein thermisches Bad ankoppeln. Als Modelle betrachten wir die Quanteninformationsverarbeitung in typischen festkörperphysikalischen Systemen. Im einzelnen untersuchen wir die Hamilton-Operatoren von zwei gekoppelten Quantenpunkten, von gekoppelten Josephson-Kontakten und von einem auf Silizium basierenden NMR-System, dem Kane-Schema. Hier wird die Information auf Kernspins von Phosphor-Donatoren kodiert, die in einem Silizium-Kristall entsprechend angeordnet sind. All diese Systeme sind von ähnlicher Struktur: ein Spin-Hamilton-Operator mit einer Spin-Spin-Austauschkopplung. Mittels numerischer ab-initio-Quantensimulationen im Rahmen einer Realzeitpfadintegral-Formulierung und störungstheoretisch daraus abgeleiteten verallgemeinerten Master-Gleichungen für die reduzierte Dichtematrix des zeitabhängigen gekoppelten Quantensystems sollen die charakteristischen Gatterparameter berechnet werden.Begleitend zu den Experimenten des Projekts von Dr. Blick und Dr. Lorenz sollen diese Größen für das nanophysikalische System von Ladungszuständen in zwei gekoppelten Quantenpunkten ausgewertet werden.Eine zweite Fragestellung unseres Projekts betrifft die Kontrolle der Dekohärenz von verschränkten Quantenzuständen. Vorarbeiten zeigen, daß sowohl die kohärente Dynamik einzelner Qubits (ein Zwei-Niveau-System) als auch der Dekohärenzprozeß mittels externer Steuerfelder gezielt manipuliert werden können. So ist es möglich, den Tunnelprozeß (kohärente Dynamik) mittels dynamischer Steuerfelder - unabhängig von der jeweiligen Präparation - praktisch zum Stillstand zu zwingen. Für gewisse Anfangspräparationen können sogar auch noch andere Komponenten der Dichtematrix "eingefroren" werden. Im Falle einer Kopplung des Systems an die Umgebung verlangsamt sich der Dekohärenzprozeß in Gegenwart eines solchen Feldes. Eine (jetzt stationär gewählte) Kopplung zwischen den Qubits bewirkt eine Verschränkung der beiden Ein-Teilchen-Zustände. Wir wollen nun untersuchen, inwiefern ein zusätzliches, geschickt gewähltes zeitlich periodisches und dauerhaft einwirkendes Hintergrundfeld das Dekohärenzverhalten eines verschränkten Zustandes in Gegenwart eines Wärmebades zu manipulieren (bzw. optimieren) vermag. Als charakteristisches Maß für die Dekohärenz betrachten wir die linearisierte Entropie der reduzierten, zeitlich periodischen Dichtematrix.

在现实生活中，梅伦斯坦不能提供更多的细节，也不能为他们提供更多的信息。在典型的物理系统中，所有的信息都是不同的。我是我们的哈密尔顿-操作员von zwei gekoppelten quantpenkten，von gekoppelten Josephson-kontakten and von einem auf Silizium basierenden NMR-system，DEM Kane-SCHEMA。在此，我们将为您提供更多的信息，您可以在我们的网站上看到您的消息。所有的系统都是：Ein Spin-Hamilton-Operator MIT Einer Spin-Spin-Austauschkopplung。中小型企业的数值模拟--从头开始Vorarbeiten zeigen，da？sowohl die Kohärente Dynamik einzelner qubit(ein zwei-niveau-system)以及dekohärenzproze？mittels externer SteuerFelder gezielt Manipulert Well n n nnnen。因此，这是一项新的工作，它的目的是为了更好地发挥作用。Für gevisse Anfangspräparationen könnnen Sogar auch noch和ere Komponenten der Dichtematrix“eingeFroren”被删除。我是Falle einer Kopplung des Systems and die Umgebung verlangsamt sich der Dekohärenzprozeçin Gegenwarteines solchen Feldes。一个Kopplung zwitchen den qubit beirkt eine Verschränkung der beiden Ein-Teilchen-Zustände。我们的修女和修女都是这样的，他们的生活经历了不同时期的磨难和磨难。它们的特征是它们的线性关系，以及它们之间的相互关系。