بخشی از مقاله
چکیده
دراین مقاله، سیستمی شامل دو جفت نقطه کوانتومی جفت شده را در نظر گرفته که تحت تأثیر برهمکنشهای مختلف قرار گرفته است. بااستفاده از معادله اساسی، همبستگی کوانتومی را در زمانهای مختلف محاسبه و دینامیک آن را بدست میآوریم. بدینمنظور، درهمتنیدگی تشکیل در شرایط مختلف و به ازای حالتهای اولیه مختلف برحسب زمان بااستفاده از حل عددی بدستآورده شده است. باتوجه به نتایج نشان داده شده مشاهده میکنیم که اتلاف گرمایی در دماهای مختلف بر ایجاد یا از بین بردن درهمتنیدگی تأثیر دارد ولی در عین حال تحت شرایط اولیه خاص این تأثیرات میتواند ناچیز بوده و درهمتنیدگی تغییر نکند.
مقدمه
یکی از موضوعات مهم در محاسبات و اطلاعات کوانتومی همبستگیهای کوانتومی میباشند. یکی از انواع همبستگی کوانتومی, درهمتنیدگی میباشد که هنگام برهمکنش فیزیکی دو ذره مانند دو الکترون یا دو فوتون بهوجود میآید. تعریف مجرد حالت درهمتنیده به این صورت است که بهطور کلی یک حالت آمیخته را درهمتنیدگی گویند اگر نتوان آن را به صورت جمع محدبی از حالتهای ضربی نوشت, در غیر این صورت حالت را جداپذیر یا بهطور کلاسیکی, غیر وابسته گویند.[2,1] معمولا یک سامانه کوانتومی - - S با سامانه دیگر - B - موسوم به محیط برهم- کنش دارد.
بنابراین سامانه S یک زیر سامانه از سامانه کل B S است. حالت زیر سامانه S، تحت دینامیک داخلی و برهمکنش با محیط پیرامون، تحول مییابد. برهمکنش بین سامانه کوانتومی باز با محیط پیرامونش منجر به ایجاد همبستگی بین حالتهای سامانه و محیط میشود. در یک برهمکنش مشخص از سامانه-محیط، محیط اندازهگیری غیرمستقیم برروی سامانه انجام میدهد. بعد از ردگیری برروی درجههای آزادی محیط، مجموعه-ای از حالتهای فضای هیلبرت سامانه، مشخصههای پایداری را نشان میدهند در حالیکه حالتهای برهمنهی از آنها خیلی سریع-تر از بین میرود. در این حالت محیط یک دینامیک مخرب همدوسی کوانتومی به نام وادوسی را به سامانه القا کرده است.
برهمکنش بین محیط و سامانه باعث ایجاد درهمتنیدگی بین آنها شده و درهمتنیدگی بین اجزای مختلف سامانه به محیط نشت می- یابد. بنابراین یافتن حالتهایی که با اثر تحول سامانه در حضور
سازوکارهای وادوسی - برهمکنش با محیط - تغییر نمیکنند، از اهمیت خاصی برخوردار هستند. در این گونه موارد میتوان به یک درهمتنیدگی پایا دست یافت. اگرچه سازوکارهای وادوسی معمولا دارای اثرهای مطلوبی نیستند ولی با این وجود در مواردی برهم- کنش با محیط باعث درهمتنیدگی شده و یا به ایجاد درهمتنیدگی پایا کمک کرده است. [4,3] در ادامه، به بررسی سامانهای متشکل از دو جفت نقطههای کوانتومی که با محیط گرمایی خود در برهم-کنش است میپردازیم و از سنجه درهمتنیدگی تشکیل - 1 - EoF برای همبستگیهای کوانتومی استفاده مینماییم.
جفت نقطههای کوانتومی
در شبکههای اسپینی برهمکنش اسپینی بین نقاط شبکه، قابل کنترل است. بهعنوان نمونه دو الکترون محبوس در دو نقطه کوانتومی مجاور همانند شکل1 را در نظر میگیریم. اعمال ولتاژ به گیتهای
بالایی چنین ساختاری، پتانسیل محبوسسازی الکترونها را در یک گاز الکترونی دوبعدی - - 2DEG فراهم میآورد. اعمال یک ولتاز منفی به گیتهای پشتی باعث تهی شدن 2DEG شده و بدین ترتیب میتوان تعداد الکترونهای موجود در هر نقطه کوانتومی را کاهش یا کنترل نمود.
در رژیم تک الکترونی میتوان به تعداد یک الکترون در هر نقطه کوانتومی دست یافت[6] و با اعمال یک میدان مغناطیسی و استفاده از جفتشدگی اسپین الکترون با میدان مغناطیسی میتوان حالت اولیه را ایجاد کرد. از طرفی چون کیوبیتها بهطور غیر مستقیم و فقط از طریق برهم-کنشهای اسپین-مدار به درجات آزادی بار در نقطه کوانتومی جفت میشوند، افت و خیزهای محیط الکترونی تاثیر بهسزایی در حالت آنها ندارد و بنابراین زمان وادوسی اسپین الکترونها نسبتا طولانی است.
