Fénnyel manipulált összefonódott atomi állapotok és kvantumos kapuk = Quantum gates and entagled atomic states manipulated by light

Benedict, Mihály and Földi, Péter and Kálmán, Orsolya and Serényi, Tamás (2009) Fénnyel manipulált összefonódott atomi állapotok és kvantumos kapuk = Quantum gates and entagled atomic states manipulated by light. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 48888_ZJ1.pdf Download (81kB)

Abstract

1. Óriás spinű molekulák (nanomágnesek) állapotának időben változó mezővel való kölcsönhatásában megmutattuk, hogyan lehet ezeket egy kívánt spinállapotba hozni. A dekoherencia figyelembevételével magyarázatot adtunk a kísérleti hiszterézisgörbék alakjára és üregbe zárt nanomágnesek esetén a mézerszerű működésre. 2. Félvezető gyűrűben mozgó elektron spinjére alapozva egyqubites kvantumkapuk megvalósítását javasoltuk. Egy, vagy néhány gyűrűvel a Stern-Gerlach kísérlet spintronikai változatának elvét dolgoztuk ki. Az eszközzel a térbeli és a spin szabadsági fokok között összefonódás hozható létre. A szennyezések és a véges hőmérséklet miatti dekoherencia hatására számos gyűrűből álló hálózat esetén a méret növekedésével egy ilyen rendszer távolabb kerül az ideális viselkedéstől, de a kiaknázható kvantumos tulajdonságok nem az alkotóelemek számával arányosan, hanem annál lassabban tűnnek el. Periodikusan változó spin-pálya kölcsönhatás esetén a gyűrűben a spin Rabi oszcillációja lép fel, ami véges hőmérsékleten és véletlen szórási folyamatok jelenlétében is megmarad. Az oszcilláló spin-pálya kölcsönhatás a Raman szóráshoz hasonló stokesi és anti-stokesi csúcsokat hoz létre a vezetőképességben. 3. Megmutattuk, hogy N qubitből, illetve általánosabban K dimenziós részekből álló kvantumrendszer szimmetrikus alterében a nem összefonódott állapotok pontosan megegyeznek a koherens állapotokkal, és a szimmetrikus altérre ortogonális állapotok mindegyike összefonódott. | 1. We have shown how giant spin molecules (nanomagnets) can be brought into specific quantum states with time varying magnetic fields . We explained the experimentally observed hysteresis curves and a maser-like operation for molecules in a cavity as caused by decoherence. 2. We proposed how to realize one-qubit quantum gates based on the electron spin in a semiconductor ring. Applying one or few such rings the spintronic analogue of the Stern-Gerlach experiment can be realized, and the device can entangle the spatial and spin degrees of freedom. Increasing the size of networks consisting of such rings decoherence caused by impurities and by finite temperature reduces the ideal properties of the system, but the quantum features to be exploited diminish promisingly slow. A periodic change of the strength of the spin-orbit interaction leads to Rabi oscillations of the spin, which persists also at finite temperatures and in the presence of random scattering events. The oscillating spin-orbit interaction creates Raman type Stokes and anti-Stokes peaks in the conductivity. 3. In an N qubit system, or more generally in an N-partite system consisting of K dimensional parts, the class of nonentangled states in the symmetric subspace is identical with the class of the coherent states. The subspace orthogonal to the symmetric one contains only entangled states.

Actions (login required)

Edit Item