|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Спиновое эхо и восстановление когерентного состояния электронного спинового кубита в твердых телахдипломная работа (Специалист)
- Научный руководитель: Новаковская Ю.В.
- Автор: Аристархов С.К.
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2014
- Аннотация: Наименьшим элементом для хранения информации в квантовом компьютере является квантовый бит, или кубит. Для того чтобы квантовые вычисления, т.е. преобразование и считывание информации с помощью кубитов, были возможны, необходимо, чтобы информация, записанная в виде квантовых состояний, сохранялась в течение достаточно длительного времени. Одной из наиболее популярных физических реализаций кубита является спин электрона примесного атома в кристаллической структуре или наночастице. При наличии вблизи области локализации электрона ядер с ненулевыми спинами возникает соответствующее спин-спиновое электрон-ядерное взаимодействие, влияющее на состояние электрона. Процесс разрушения суперпозиционного квантового состояния системы (в данном случае электрона) вследствие ее взаимодействия с окружением носит название декогеренции. Он приводит к потере информации, записанной с помощью кубитов. Именно поэтому решение проблемы декогеренции спиновых состояний электрона в твердых телах является одним из важнейших направлений теоретических и экспериментальных физических исследований. Численное моделирование эволюции квантового состояния системы, включающей один электрон и небольшое число (N≤13) ядер с полуцелым спином, при учете лишь спин-спинового взаимодействия электрона с ядрами и взаимодействия с внешним магнитным полем показало, что когерентное состояние электронного спина может быть практически полностью восстановлено последовательностью радиочастотных импульсов, используемой в эксперименте спинового эха. Теоретический анализ соответствующей квантовомеханической задачи позволил сформулировать условия, при которых должен наблюдаться обнаруженный эффект восстановления когерентного состояния электрона. Для решения задачи был использован формализм статистического оператора, который позволил сформулировать достаточное условие проявления эффекта в виде соотношения, связывающего собственные векторы двух операторов Гамильтона. С привлечением теории возмущений и точной диагонализации матрицы гамильтониана удалось конкретизировать это соотношение в виде условий, связывающих напряженность магнитного поля, количество ядер и относительные величины констант спин-спинового взаимодействия. Предложено два типа систем, в которых когерентное состояние электронного спинового кубита будет практически полностью восстанавливаться при использовании определенной последовательности радиочастотных импульсов.
- Добавил в систему: Новаковская Юлия Вадимовна