Сайт переехал physreal.com

На рис. 1 показано, как высота потенциального барьера зависит от положения электрона в двойной квантовой точке. В случае b) он выше, чем в случае а). Соответственно, и ток в случае b) меньше. В общем случае, когда кубит находится в суперпозиционном состоянии, высота барьера зависит от распределения электронной плотности между точками, что может быть измерено по мгновенному значению тока (рис.2). Различные механизмы затухания включены в расчеты.

Рис. 1. Схема измерения состояния кубита.

Рис. 2. Рассчитанные временные зависимости тока I (сплошная линия) и вероятности нахождения электрона в верхней точке ρ₁₁.

 

Пугаться тут нечего. Здесь не представлено полное измерение квантовой системы, которое, как известно, запрещено. Состояние кубита характеризуется двумя вещественными числами. В качестве одного их них можно выбрать вероятность нахождения электрона в одной из точек, например, ρ₁₁, а в качестве другого – фазу. В представленной схеме измерения определяется только вероятность, фаза остается неизвестной.

Для неразрушающего измерения необходимо обеспечить малое воздействие измерителя на измеряемую систему. Авторы считают, что это требование выполняется, поскольку в данной схеме к измеряемой квантовой точке приближен туннельный барьер, в котором исключительно мала концентрация заряда. Создается иллюзия, что можно сколь угодно точно измерить вероятность ρ₁₁, внося в эволюцию квантовой системы сколь угодно малые возмущения, если у нас имеется очень чувствительный амперметр. Это было бы справедливо, если бы не существовал квант заряда – заряд электрона. Вследствие этого ток можно зарегистрировать только тогда, когда из одного контакта в другой перейдет хотя бы один электрон. Для точного измерения тока потребуется много электронов, чтобы превзойти уровень дробового шума. Большое количество электронов приводит к большой разности величин кулоновской энергии точек в кубите. В результате, чем точнее мы будем измерять вероятность, тем большие возмущения будем вносить в фазу кубита, т.е. в его собственную эволюцию.   

1. Z.-T. Jiang et al., J. Phys.: Condens. Matter 20, 075210 (2008).