量子科技中心_量科网

该研究团队提出了一种严谨方法，可将硅量子点的三维（3D）描述简化为适用于电子自旋量子比特的有效二维（2D）包络函数理论。通过在包络函数层面采用受玻恩-奥本海默近似启发的假设，系统性地积分掉强约束的垂直维度，研究人员推导出能精确反映完整3D系统静电特性的有效面内势。考虑到垂直方向最低的两个本征态，这种降维处理使得谷自由度在二维形式中自然且显式地涌现——该结果在此是从第一性原理推导得出的。通过与完整3D模拟的对比验证了该方法的准确性，并证明其在界面粗糙度存在时明显优于简单的二维切片近似。关键的是，维度缩减带来了显著的计算效率提升，使得该方法特别适合模拟双电子系统（例如用于提取交换耦合等参数）。除了实际应用价值，本研究建立的严谨二维包络函数理论以物理基础明确的方式整合了谷物理，为理解谷态在量子比特操作与测量中的作用提供了概念清晰的理论框架。