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.

在此基础上，实现物理学家Meilenstein解释了Forschungsvorhabens在量子力学中的具体应用，并在《量子力学与量子力学》（Dekohärenz bei Gatteroperationen）、《量子力学与量子力学》等方面的研究。在typischen festkörperphysikalischen系统中，采用了一种基于量子信息的建模方法。在此基础上，建立了基于核磁共振系统的核磁共振系统，并建立了基于核磁共振系统的核磁共振模型。本文介绍了一种新型的硅酸锂晶体材料的制备方法，研究了硅酸锂晶体材料的制备方法。所有的疾病系统都是通过ähnlicher Struktur: ein Spin-Hamilton-Operator mit Spin-Spin-Austauschkopplung。mitels numerischer ab-initio- quantensimulation im Rahmen einer realzeitpfadintegrationformulerung and störungstheoretisch daraus abgeleiteten verallgemeinterten Master-Gleichungen f<s:1> die reduzierte Dichtematrix des zeitabhängigen gekoppelten Quantensystems sollen die charteristischen Gatterparameter berechnet werden。与Blick博士和Lorenz博士的实验研究项目有关的研究项目：Größen(1)纳米物理系统：Ladungszuständen in zwei gekoppelten Quantenpunkten ausgewertet werden。[1] [e] [Fragestellung unseres] .项目管理技术控制技术Dekohärenz von verschränkten Quantenzuständen。vorarbeen zeigen， daß sowohl die kohärente动态量子比特（在zwei - niveau系统中）也同样如此Dekohärenzprozeß mittel外部Steuerfelder gezielt操纵器werden können。所以ist es möglich， den Tunnelprozeß （kohärente Dynamik） mittelels dynamischer steuerfeld - unabhängig von der jeweiligen Präparation - praktisch zum Stillstand zu zwingen。<s:1> gewisse Anfangspräparationen können sogarch noch andere Komponenten der dichtrimatrix "eingefroren" werden。我是说，我是说，我是说，我是说，我是说，我是说，我是说，我是说，我是说，我是说，我是说，我是说。Eine (jetzt stationär gewählte) Kopplung zwischen den Qubits bewirkt Eine Verschränkung der been Ein-Teilchen-Zustände。Wir wollen nun untersuchen, inwiener ein zusätzliches， geschickt gewähltes zeitlich periodisches和dauerhaft einwiener Hintergrundfeld das Dekohärenzverhalten eines verschränkten Zustandes in Gegenwart eines Wärmebades zu manilieren (bzw。vermag optimieren)。Als charakteristisches masß fre die Dekohärenz betrachten wir die linearisierte Entropie der reduczierten, zeitlich periodischen dichtemmatrix。