Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Как спины, так и заряды электронов в полупроводниковых квантовых точках могут использоваться в качестве кубитов – элементарных единиц квантовой информации. Операции со спиновыми кубитами основаны на обменном взаимодействии спиновых магнитных моментов, а с зарядовыми – на эффекте туннелирования электронов из одной квантовой точки в другую. Поскольку с ростом расстояния между квантовыми точками их туннельная связь ослабляется экспоненциально, то на практике туннелирование имеет место только между соседними точками.
Поэтому если требуется “перекинуть” электрон с одного края большого массива туннельно-связанных точек на другой, то с ним нужно последовательно провести соответствующее количество локальных операций. В работе [1] (Нидерланды, Швейцария) на примере одномерной цепочки из трех квантовых точек (см. рис.) показано, что возможно когерентное туннелирование единичного электрона между крайними точками, минуя центральную.
Три электростатически определенные квантовые точки в двумерном электронном газе. Изображение получено методом сканирующей электронной микроскопии.
Это достигается посредством виртуального перехода электрона на центральную точку. Скорость туннелирования при этом определяется величиной расстройки энергетических уровней квантовых точек. В принципе ничто не мешает туннелированию такого типа в системе квантовых точек с более сложной архитектурой. Пока не ясно, сохраняется ли когерентность спинового состояния электрона при виртуальных переходах. Если да, то обнаруженный эффект можно использовать для “удаленного доступа” не только к зарядовым, но и к спиновым кубитам.
1. F.R.Braakman et al., Nature Nanotech. 8, 432 (2013).