通过量子点接触直接测量双量子点量子比特的几何相位

Wed, 01 Jul 2026 00:00:00 +0000

Direct measurement on the geometric phase of a double quantum dot qubit via quantum point contact device#

通过量子点接触直接测量双量子点量子比特的几何相位#

Bao Liu, Feng-Yang Zhang, Jie Song, He-Shan Song

哈尔滨工业大学物理系

Scientific Reports 5, 11726 (2015) | [理论方案，含级联主方程推导]

摘要#

提出了通过量子点接触（QPC）直接读取耦合双量子点系统几何相位的方案。核心思想是将几何相位信息编码到通过 QPC 的输运电流中——QPC 对量子点上的电子占据态极其敏感，两个量子点的不同占据对应不同的 QPC 耦合强度。利用 Gurvitz 级联主方程方法，导出了双量子点几何相位与 QPC 电流之间的定量关系。表达式中所有参数在实验中均可测量或可调。该方案将量子态层析（QST）所需的复杂测量转化为简单的电流测量。

核心方案#

模型：双量子点 + QPC 探测器#

系统由三部分构成：

双量子点量子比特：两个量子点能级 $E_1$、$E_2$，耦合强度 $\Omega_0$，一个电子在其中隧穿
QPC 器件：左右两个电极引线，化学势差产生偏压 $V_d$，电子从左向右隧穿
相互作用：量子点上的电子占据态影响 QPC 的势垒高度 → 改变耦合强度 $\Omega \leftrightarrow \Omega'$

系统总哈密顿量：

$$H_s = E_1 a_1^\dagger a_1 + E_2 a_2^\dagger a_2 + \Omega_0 (a_1^\dagger a_2 + a_2^\dagger a_1), \tag{1}$$

量子点 on Yuunagi Library

通过量子点接触直接测量双量子点量子比特的几何相位

Direct measurement on the geometric phase of a double quantum dot qubit via quantum point contact device#

通过量子点接触直接测量双量子点量子比特的几何相位#

摘要#

核心方案#

模型：双量子点 + QPC 探测器#