基于半導體量子點的量子計算與量子信息

總序
前言
第1章 半導體量子點形貌結構特征
引言
1.1 界面漲落量子點
1.2 自組織量子點
1.2.1 量子點的自組織生長機制
1.2.2 自組織量子點的密度控制
1.3 耦合量子點
1.3.1 自組織縱向耦合量子點
1.3.2 自組織橫向耦合量子點
1.3.3 二維電子氣耦合量子點
1.4 微腔中的量子點
第2章 半導體量子點基本相干特性和單量子點探測技術
引言
2.1 半導體量子點基本相干特性
2.1.1 半導體量子點的分立能級結構
2.1.2 量子干涉與能級壽命
2.1.3 量子拍與能級劈裂
2.1.4 粒子數(shù)Rabi振蕩
2.2 單量子點探測技術
2.2.1 差分透射法
2.2.2 納米光譜成像法
2.2.3 納光電流法
第3章 半導體量子點激子量子比特旋轉(zhuǎn)及其品質(zhì)因子
引言
3.1 量子比特旋轉(zhuǎn)基本概念
3.1.1 二能級體系波函數(shù)矢量與量子比特球
3.1.2 二能級體系粒子數(shù)運動方程
3.1.3 二能級體系Bloch矢量與Bloch球
3.1.4 量子比特旋轉(zhuǎn)及其品質(zhì)因子的定義
3.2 半導體量子點激子量子比特自由旋轉(zhuǎn)品質(zhì)因子Q0
3.2.1 雙脈沖激發(fā)下二能級體系粒子數(shù)運動方程
3.2.2 激子量子比特自由旋轉(zhuǎn)及其品質(zhì)因子Q0
3.3 半導體量子點激子量子比特Rabi振蕩品質(zhì)因子QR
3.3.1 單個半導體量子點中10n Rabi振蕩的觀測
3.3.2 激發(fā)脈沖寬度對Rabi振蕩品質(zhì)因子QR的影響
3.4 Rabi振蕩退相干機制的分析
3.4.1 浸潤層泄漏與Auger俘獲的影響
3.4.2 雙激子的影響
3.4.3 純位相退相干的影響
第4章 半導體量子點中的量子邏輯運算
引言
4.1 量子邏輯門和量子算法基本概念
4.1.1 基本量子邏輯門
4.1.2 量子邏輯門的符號表示和量子線路
4.1.3 量子算法
4.1.4 量子操作保真度
4.2 單個半導體量子點中實現(xiàn)控制旋轉(zhuǎn)門CROT
4.2.1 半導體量子點雙激子構成的兩個量子比特體系
4.2.2 理想雙激子體系中控制旋轉(zhuǎn)門CROT操作方案
4.2.3 實際雙激子體系中CROT操作的粒子數(shù)運動和實驗結果
4.3 利用量子交換操作實現(xiàn)兩個量子比特態(tài)上的粒子數(shù)交換
4.3.1 理想半導體量子點體系兩個量子比特態(tài)上的粒子數(shù)交換
4.3.2 V型體系在雙脈沖激發(fā)下的粒子數(shù)運動特性
4.3.3 兩個量子比特態(tài)上的粒子數(shù)交換操作實驗結果
4.4 半導體量子點中Deutsch-lozsa量子邏輯運算
4.4.1 單量子比特優(yōu)化Deutsch-Iozsa算法的操控方案
4.4.2 單量子比特優(yōu)化Deutsch-Jozsa算法的實驗結果
4.4.3 兩個量子比特常規(guī)Deutsch-Jozsa算法的操控方案
4.4.4 兩個量子比特優(yōu)化Deutsch-Jozsa算法的操控方案
第5章 半導體量子點中激子自旋弛豫和自旋交換
引言
5.1 半導體量子點中能級解簡并與線偏振本征態(tài)及其激子自旋
5.2 半導體量子點中激子自旋弛豫特性
5.2.1 半導體量子點中激子自旋弛豫的實驗觀測
5.2.2 半導體量子點中激子自旋弛豫的外在機制分析
5.2.3 半導體量子點中激子自旋弛豫的內(nèi)在機制分析
5.3 利用Uf控制門實現(xiàn)激子自旋交換
5.3.1 Uf控制門與類Deutsch量子邏輯運算
5.3.2 利用類Deutsch邏輯運算實現(xiàn)激子自旋交換
第6章 半導體量子點單光子發(fā)射
引言
6.1 光發(fā)射統(tǒng)計特性基本概念
6.2 連續(xù)激發(fā)下單光子發(fā)射
6.2.1 雙時歸一化二階自相關函數(shù)的量子力學形式
6.2.2 量子力學算符的期望值和量子回歸定理
6.2.3 歸一化二階自相關函數(shù)的穩(wěn)態(tài)解
6.2.4 多個獨立量子點體系的歸一化二階自相關函數(shù)
6.3 脈沖激發(fā)下單光子發(fā)射
6.3.1 脈沖激發(fā)下二階自相關函數(shù)的定義
6.3.2 脈沖激發(fā)下粒子數(shù)運動方程
6.3.3 脈沖激發(fā)下二階自相關函數(shù)的運動方程
6.3.4 單光子發(fā)射效率
6.4 脈沖激發(fā)下交叉偏振單光子發(fā)射
6.4.1 V型多能級體系粒子數(shù)運動方程
6.4.2 V型多能級體系二階互相關函數(shù)運動方程
6.4.3 交叉偏振單光子發(fā)射
6.5 由脈沖激發(fā)過渡到連續(xù)激發(fā)
6.6 半導體量子點單光子發(fā)射實驗觀測
6.6.1 HBT光子相關度測量裝置
6.6.2 連續(xù)激發(fā)下歸一化二階自相關度的測量
6.6.3 脈沖激發(fā)下二階自相關函數(shù)的測量
第7章 半導體量子點級聯(lián)多光子發(fā)射
引言
7.1 單量子點中雙激子三能級體系級聯(lián)光子對的發(fā)射特性
7.1.1 雙激子三能級體系粒子數(shù)運動方程
7.1.2 雙激子三能級體系二階交叉相關函數(shù)運動方程
7.2 耦合量子點雙激子體系級聯(lián)光子對的發(fā)射特性
7.2.1 耦合量子點雙激子體系的粒子數(shù)運動方程
7.2.2 耦合量子點雙激子體系的二階交叉相關矢量運動方程
7.2.3 級聯(lián)發(fā)射與脈沖面積的關系
7.3 三激子體系級聯(lián)光子對的發(fā)射特性
7.3.1 三激子體系粒子數(shù)運動方程
7.3.2 三激子體系二階交叉相關函數(shù)運動方程
7.3.3 級聯(lián)發(fā)射與脈沖面積的關系
第8章 半導體量子點中可控糾纏光子對的發(fā)射
引言
8.1 “光子對”偏振糾纏基本概念
8.1.1 “光子對”偏振態(tài)偏振密度矩陣
8.1.2 光子偏振態(tài)的變換
8.1.3 光子偏振態(tài)偏振密度矩陣的測量
8.1.4 糾纏判據(jù)與糾纏度
8.2 半導體量子點雙激子體系能級結構
8.3 簡并雙激子體系糾纏光子發(fā)射特性
8.3.1 理想簡并雙激子體系糾纏光發(fā)射特性
8.3.2 自旋弛豫對二階互相關函數(shù)和糾纏度的影響
8.4 非簡并雙激子體系頻譜過濾與糾纏光發(fā)射
8.4.1 非簡并雙激子體系非糾纏光發(fā)射特性
8.4.2 非簡并雙激子體系頻譜過濾法產(chǎn)生糾纏光的原理
8.4.3 頻譜法分析譜過濾非簡并雙激子體系糾纏光發(fā)射
8.4.4 主方程法分析譜過濾非簡并雙激子體系糾纏光發(fā)射
附錄1.1 半導體量子點中量子計算和量子信息標志性實驗研究進展（2001—2006）
附錄2.1 單量子點能級結構示意圖以及單量子點探測技術
附錄3.1 含浸潤層和雙激子等多能級躍遷的粒子數(shù)運動方程
附錄4.1 激子一雙激子四能級體系激子動力學方程
附錄4.2 雙脈沖激發(fā)下V型三能級系統(tǒng)激子動力學方程
附錄5.1 含粒子數(shù)泄漏與Auger俘獲的激子自旋弛豫動力學方程
附錄6.1 量子回歸定理及其推論
附錄6.2 脈沖激發(fā)下簡單三能級體系二階相關函數(shù)運動方程
附錄6.3 脈沖激發(fā)下V型體系二階相關函數(shù)運動方程
附錄7.1 雙激子三能級體系二階相關函數(shù)運動方程
附錄7.2 脈沖激發(fā)下耦合量子點體系的二階相關函數(shù)運動方程
附錄7.3 激子-雙激子-三激子體系運動力學方程
附錄7.4 脈沖激發(fā)下激子-雙激子-三激子體系二階相關函數(shù)運動方程
附錄8.1 作者及其課題組發(fā)表的相關研究論文