Theoretical study on quantum bit in strongly correlated systems

强相关系统中量子比特的理论研究

基本信息

批准号：
19K03708
负责人：
柴田尚和
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K03708/
关键词：
近藤効果電荷ゆらぎ局在スピン相関アンダーソン模型電子間斥力密度行列繰り込み群近藤雲近藤温度強相関電子系近藤複不純物模型量子ホール系端状態量子多体系量子アニーリング量子計算機量子多体状態量子ビット

项目摘要

今年度は電子が局在状態から遍歴状態へ量子的に遷移することで生じる電荷ゆらぎが情報を担う局所的な量子状態に与える影響について明らかにした。電子のスピン自由度は量子ビットを構成する量子多体状態の形成に不可欠な役割を果たすが、その量子状態は局在電子と伝導電子の波動関数の重なりによって生じる局在状態と非局在状態の間の量子的遷移の影響を受ける。このような電子の量子的遷移によって生じる電荷ゆらぎはスピン自由度だけを持つ理想的な量子スピンには存在しないため、実際に局在電子によって量子ビットを構成したときには、この電荷ゆらぎの効果を考慮した解析が必要になる。このような電荷ゆらぎが複数の電子によって構成される量子多体状態の遷移に与える影響を明らかにするため、電荷ゆらぎの大きさを変化させる軌道間遷移の大きさVと局在軌道内の電子数の増加によって生じる斥力エネルギーの大きさUを変化させ、量子多体状態の転移がどのように変化するか調べた。その結果、電荷ゆらぎが大きくなることで、量子状態間の転移に必要になる伝導電子と局在スピンの間の交換相互作用は増大するが、Uが伝導電子のエネルギーバンド幅の2倍程度以上の大きさであれば、電荷ゆらぎの存在自体が量子多体状態の転移を消失させることは無いことが明らかになった。このことより、電荷ゆらぎが存在する一般的な系においても、理想的なスピン自由度だけが存在する理論モデルでの解析が有効であること、さらに、電荷ゆらぎの調整によって転移点の調整も可能になることが明らかになった。

今年，我们阐明了电子从局域态到巡回态的量子跃迁引起的电荷涨落对承载信息的局域量子态的影响。电子的自旋自由度对于构成量子位的量子多体态的形成起着至关重要的作用，量子态因波函数的重叠而分为局域态和离域态。局域电子和传导电子之间受到量子跃迁的影响。这种电子量子跃迁引起的电荷涨落在只有自旋自由度的理想量子自旋中并不存在，因此在实际构建具有局域电子的量子位时，必须考虑到这种电荷涨落的影响进行详细分析。必需的。为了阐明这种电荷涨落对由多个电子组成的量子多体态跃迁的影响，我们研究了改变电荷涨落大小的轨道间跃迁V的大小以及局域轨道中的电子。我们通过改变粒子数量增加所产生的排斥能的大小U来研究量子多体态的转变如何变化。结果，随着电荷波动的增加，量子态之间的跃迁所必需的传导电子和局域自旋之间的交换相互作用增加，但U是传导电子能带宽度的两倍以上，这一点已经很清楚了。如果量级为，则电荷涨落本身的存在并不会消除量子多体态的跃迁。这表明，即使在存在电荷波动的一般系统中，仅使用具有理想自旋自由度的理论模型进行分析也是有效的，而且可以通过调整电荷波动来调整转变点。是。

项目成果

期刊论文数量（29）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Even-denominator fractional quantum Hall state in conventional triple-gated quantum point contact

传统三栅量子点接触中的偶分母分数量子霍尔态

DOI：
10.35848/1882-0786/ac4c35
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
2.3
作者：
Hayafuchi Yasuaki;Konno Ryota;Noorhidayati Annisa;Fauzi Mohammad Hamzah;Shibata Naokazu;Hashimoto Katsushi;Hirayama Yoshiro
通讯作者：
Hirayama Yoshiro

1次元少数不純物近藤系の量子相転移と基底状態

一维少数杂质Kondo体系的量子相变和基态