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使用半导体量子点的光学可编程电子自旋记忆器.

Miro Kroutvar1, Yann Ducommun, Dominik Heiss

  • 1Walter Schottky Institut, Technische Universität München, Am Coulombwall 3, D-85748 Garching, Germany.

Nature
|November 5, 2004
PubMed
概括

半导体量子点中的单个电子旋转显示了长寿命,这使得它们对量子计算具有前景. 这项研究展示了一种具有光学编程的旋转记忆装置,并测量了旋转翻转时间.

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科学领域:

  • 量子计算是一种量子计算.
  • 这就是Spintronics.
  • 半导体物理 半导体物理

背景情况:

  • 静态磁场中的单个电子旋转作为量子比特的自然两级系统.
  • 半导体量子点提供可控制的定位和集成到用于自旋量子位的设备中.
  • 量子点中预测的类似原子的电子结构抑制了环境合,保护了量子信息.

研究的目的:

  • 为了演示使用半导体量子点的单个电子自旋记忆装置.
  • 使用频率选择性光学激发来编程电子旋转.
  • 直接测量内在的自旋翻转时间及其磁场依赖性.

主要方法:

  • 通过应变驱动自组装制造半导体量子点.
  • 使用频率选择性光学刺激编程单个电子自旋.
  • 直接测量旋转翻转时间和磁场依赖在1凯尔文和4特斯拉.

主要成果:

  • 单个电子自旋记忆装置的成功演示.
  • 准备半导体量子点中的单个电子自旋,具有定义的方向.
  • 获得了非常长的旋转寿命,下限约为20毫秒,在4特斯拉和1凯尔文.

结论:

  • 半导体量子点适用于实现强大的自旋量子位.
  • 展示的设备可以实现光学编程和直接测量旋转属性.
  • 实现的长自旋寿命表明了量子信息存储和处理的潜力.