研究-毕业论文（设计）-双量子点中电子自旋比特消相干研究

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1、本科生毕业论文题目（中文）：双量子点中电子自旋比特消相干研究（敷）：ResearchofElectronSpinDecoherenceinTwoQuantumDots学生姓名：学号：0810405010系别：物理与信息工程系专业：物理学指导教师：副教授起止日期：2011.10-2010・52012年5月22日摘要3关键词3Abstract3Keywords41引言52基于微腔的双量子点电子自旋比特演化动力学行为62.1前言62.2模型及求解2.3电子自旋比特的纠缠动力学122.4结论1617双量子点

2、在独立噪声环境下的演化行为3.1前言173.2双量子点自旋比特独立噪声环境模型173.3双量子点纠缠动力学1822233.4结论4结论与展望参考文献24致谢25双量子点中电子自旋比特消相干研究摘要我们研究量子点微腔系统中在大的失谐限制下和受到两个不同噪声(电子自旋退相干和弛豫过程)中双电子自旋量子位元的纠缠动力学。我们研究发现，当两个点中的一个处于激发态时，创建的纠缠在开始演化时出现震荡行为，然后随着时间的推移完全消失。双量子点，最初无论是在Einstein-Podolsky-Rosen-Bell态

3、还是Werner态，在呈现纯去相位中它们的纠缠演化具有相同的行为，但在弛豫过程中却出现完全不同的行为。我们还发现，由单模腔诱发的内部点的相互作用不会有助于这些Bell态和Werner态的动态纠缠。关键词纠缠动力学；消相干；纯态；混合态TheresearchofelectronspindecoherenceintwoquantumdotsAbstractWeinvestigatetheentanglementdynamicsoftwoelectron-spinqubitsinthequantum-do

4、t(QD)-microcavitysysteminthelarge-detuninglimitandsubjectedtotwodifferentnoisesources:electron-spindephasingandrelaxation.Weshowthatwhenoneofthetwodotsispreparedinitiallyintheexcitedstate,thecreatedentanglementexhibitsoscillatorybehavioratthebeginningo

5、fevolutionandthencompletelydisappearsovertime.FortwoQDsthatareinitiallyineithertheEinstein-Podolsky-Rosen-BellstatesortheWernerstates,theirentanglementevolutionexhibitsthesamebehaviorinthepresenceofpuredephasing,butiscompletelydifferentundertherelaxati

6、onprocess.Wealsoshowthattheinterdotinteractioninducedbyasingle-modecavityfielddoesnotcontributetothedynamicsofentanglementfortheseBellstatesandWernerstates.KeywordsEntanglementDynamics;Decoherence;PureState;MixedState1引言近来量子纠缠受到很大的关注，因为它在量子信息科学如在量子隐形态⑴

7、、量子密集编码叭量子加密技术0等中起到重要作用。然而，由于在物理现实中任何量子系统与周围环境噪声的相互作用是不可避免的，量子纠缠态要长时间的存在是极其困难的。这个相互作用将导致量子系统消相干过程，从而导致纠缠的恶化。因此，为了高保真的实现量子信息处理，我们应该考虑量子系统与环境的耦合。目前,量子系统内的消相干问题受到了人们的广泛研究"创。普遍认为消相干模型可分为两大类：相位消相干和振幅消相干。集体解相位环境中,人们发现多比特纠缠态的某些类型是很强壮的而其它类型是非常脆弱的。即解相集体消相干模型下，存

8、在消相干保持态，即在这种噪声环境中它是稳定的。在对量子系统影响机理中，振幅消相干比相位消相干要复杂得多，它不仅引起量子系统的解相过程，而且还导致量子系统与环境的能量交换过程。研究量子比特与周围环境相互作用的纠缠动力学是非常重要的。目前，还不清楚量子系统与环境的相互作用以何种程度影响量子信息过程的效果。另一方面，在已有的物理系统中，量子点具有奇特的和理想的物理特性。其电子自旋“切，激子（电子空穴对）肌⑷和电荷（轨道）⑶创自由度可用来作为执行量子信息过程的量子比特。实验证