Fénnyel manipulált összefonódott atomi állapotok és kvantumos kapuk  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
48888
típus K
Vezető kutató Benedict Mihály
magyar cím Fénnyel manipulált összefonódott atomi állapotok és kvantumos kapuk
Angol cím Quantung gates and antagled atomic states manipulted by light
zsűri Fizika
Kutatóhely Elméleti Fizika Tanszék (Szegedi Tudományegyetem)
résztvevők Czirják Attila
Földi Péter
Kálmán Orsolya
Serényi Tamás
projekt kezdete 2005-01-01
projekt vége 2009-03-31
aktuális összeg (MFt) 7.020
FTE (kutatóév egyenérték) 9.23
állapot lezárult projekt





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
1. Óriás spinű molekulák (nanomágnesek) állapotának időben változó mezővel való kölcsönhatásában megmutattuk, hogyan lehet ezeket egy kívánt spinállapotba hozni. A dekoherencia figyelembevételével magyarázatot adtunk a kísérleti hiszterézisgörbék alakjára és üregbe zárt nanomágnesek esetén a mézerszerű működésre. 2. Félvezető gyűrűben mozgó elektron spinjére alapozva egyqubites kvantumkapuk megvalósítását javasoltuk. Egy, vagy néhány gyűrűvel a Stern-Gerlach kísérlet spintronikai változatának elvét dolgoztuk ki. Az eszközzel a térbeli és a spin szabadsági fokok között összefonódás hozható létre. A szennyezések és a véges hőmérséklet miatti dekoherencia hatására számos gyűrűből álló hálózat esetén a méret növekedésével egy ilyen rendszer távolabb kerül az ideális viselkedéstől, de a kiaknázható kvantumos tulajdonságok nem az alkotóelemek számával arányosan, hanem annál lassabban tűnnek el. Periodikusan változó spin-pálya kölcsönhatás esetén a gyűrűben a spin Rabi oszcillációja lép fel, ami véges hőmérsékleten és véletlen szórási folyamatok jelenlétében is megmarad. Az oszcilláló spin-pálya kölcsönhatás a Raman szóráshoz hasonló stokesi és anti-stokesi csúcsokat hoz létre a vezetőképességben. 3. Megmutattuk, hogy N qubitből, illetve általánosabban K dimenziós részekből álló kvantumrendszer szimmetrikus alterében a nem összefonódott állapotok pontosan megegyeznek a koherens állapotokkal, és a szimmetrikus altérre ortogonális állapotok mindegyike összefonódott.
kutatási eredmények (angolul)
1. We have shown how giant spin molecules (nanomagnets) can be brought into specific quantum states with time varying magnetic fields . We explained the experimentally observed hysteresis curves and a maser-like operation for molecules in a cavity as caused by decoherence. 2. We proposed how to realize one-qubit quantum gates based on the electron spin in a semiconductor ring. Applying one or few such rings the spintronic analogue of the Stern-Gerlach experiment can be realized, and the device can entangle the spatial and spin degrees of freedom. Increasing the size of networks consisting of such rings decoherence caused by impurities and by finite temperature reduces the ideal properties of the system, but the quantum features to be exploited diminish promisingly slow. A periodic change of the strength of the spin-orbit interaction leads to Rabi oscillations of the spin, which persists also at finite temperatures and in the presence of random scattering events. The oscillating spin-orbit interaction creates Raman type Stokes and anti-Stokes peaks in the conductivity. 3. In an N qubit system, or more generally in an N-partite system consisting of K dimensional parts, the class of nonentangled states in the symmetric subspace is identical with the class of the coherent states. The subspace orthogonal to the symmetric one contains only entangled states.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=48888
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Benedict MG, Földi P, Peeters FM: Microwave emission from a crystal of molecular magnets: The role of a resonant cavity, PHYS REV B 72: (21) 214430-1-9, 2005
Kálmán O, Benedict MG: Quantum gates and protocols with spherical Wigner functios, Int. J. Quantum Information 3: 501-509, 2005
Földi P, Molnár B, Benedict MG, Peeters FM: Spintronic single-qubit gate based on a quantum ring with spin-orbit interaction, PHYS REV B 71: 33309-1-4, 2005
Benedict M, Földi P,: Mikrohullámú sugárzás molekuláris mágnesekből, In: Heiner Zs, Osvay K (szerk.) A kvantumoptika és -elektronika legújabb eredményei, Szeged: Szegedi Tudományegyetem, pp. 119-131, 2006
Földi P, Kálmán O, Benedict MG, , Peeters FM: Quantum rings as electron spin beam splitters, PHYS REV B 73: 155325 (2006), 2006
Benedict M, Földi P, Peeters FM: Terahertz radiation from crystals of nanomagnets,, J. Phys.: Conf. Ser. 36 12-17 (2006), 2006
Kálmán O, Földi P, Benedict MG: Quantum and Classical Correlations of Spatial and Spin Degrees of Freedom in Quantum Rings, Open systems & information dynamics 13, 455-462 (2006), 2006
Földi P, Benedict MG, , Peeters FM: Multilevel spin dynamics in time-dependent external megnetic field, Acta Phys. Hung. B (Heavy Ion Physics) 26, 47 (2006), 2006
Vasilopoulos P, Kálmán O, Peeters FM, Benedict MG: Aharonov-Bohm oscillations in a mesoscopic ring with asymmetric arm-dependent injection, PHYS REV B 75: (3) 35304, 2007
Dömötör P, Benedict MG: Entanglement and Coherent states, Physica Scripta, T135, 2009, accepted, 2009
Földi P, Benedict MG: Pure states resulting from decoherence in periodic Landau-Zener transitions, Eur. Phys. J. Special Topics 160, 175–181 (2008),, 2008
Földi P, Benedict MG, Pereira JM, Peeters FM: Dynamics of molecular nanomagnets in time-dependent external magnetic fields: Beyond the Landau-Zener-Stückelberg model, PHYS REV B 75: (3) 104430 1-8, 2007
Földi P, Benedict MG, Peeters FM: Dynamic of periodic anticrossings, Decoherence, pointer states and hysteresis curves, PHYS REV A, Vol. 77 013406 1- 10, quant-ph/arXiv:0711.4633 (2007), 2008
Földi P, Kálmán O, Benedict MG, , Peeters FM: Networks of Quantum Nanorings:Programmable Spintronic Devices, Nano Letters, 8 No. 8 2556-2558 (2008), 2008
Kálmán O, Földi P, Benedict MG, , Peeters FM: Magnetoconductance of rectangular arrays of quantum rings, PHYS. REV. B 78, 125306 (2008), 2008
Dömötör P, Benedict MG: Global entanglement and coherent states in an N-partite system, EUR. PHYS. J. D Vol. 53, 237–242, 2009
Dömötör P, Benedict MG: Coherent states and global entanglement in an N qubit system, PHYSICS LETTERS A vol. 372, 3792-3795, 2008
Földi P, Benedict MG, Kálmán O, Peeters FM: Quantum rings with time dependent spin-orbit coupling: Rabi oscillations, spintronic Schrodinger-cat states, and conductance properties, arXiv:0907.0766 , submitted to PHYS REV B, 2009
Kálmán O, Kiss T, Földi P: Quantum walk on the line with quantum rings, arXiv:0904.4588 , accepted for publication in PHYS REV B, 2009
Földi P, Kálmán O, Peeters FM: Stability of spintronic devices based on quantum ring networks, arXiv:0906.5540 (submitted to PHYS. REV. B), 2009
Benedict MG, Benedek Cs, Czirják A: Exact density oscillations in a Tonks-Girardeau gas and their optical detection, http://arxiv.org/abs/0907.2217, 2009




vissza »