基于新材料的半导体量子点及其在量子计算和量子信息中的应用

量子计算和量子信息是近年来物理学的前沿课题之一。基于量子并行性，量子计算具有从根本上超越经典计算机的计算能力，在保密通讯方面也具有巨大的潜在应用价值。而基于量子点的量子计算、调控和态工程是其中的一个重要的研究方向。目前针对量子点实现量子计算的研究均着重于电子自旋量子比特及其相干特性，然而自旋量子比特存在试验探测困难等严重不足。本项目另辟蹊径，且利用最新型半导体材料- - -H-terminated硅晶表面形成的自由键来制备体积更小，能级结构更加均匀的量子点，并着重研究其电子特性,发光特性及自旋特性等,定量分析电荷量子比特的可行性与相干性。并与自旋比特相比较，寻找最佳的量子信息载体。进一步开展以这种量子点实现量子计算及量子信息中的各种方案，具体包括普适的量子计算，基于测量的量子计算及量子态工程等一系列问题的研究。如上述理论研究取得成功，必将推动量子计算及量子信息实现实用化、集成化并最终产业化。