倾斜狄拉克-外尔半金属中的全静电谷量子比特门
倾斜狄拉克材料中的谷自由度为实现全电学量子调控提供了新途径,但以往的静电势垒方案仅将谷指数作为经典滤波资源。本研究团队证明,在垂直入射条件下,采用量子点接触结构的平滑静电势垒可实现相干谷相位调控。在单模传输区域,两个谷均保持接近完美的透射率,而倾斜效应诱导的谷依赖传输相位会在波函数的|K⟩和|K′⟩分量间产生可控的相对相位差Δδ=δK-δK′。该静电元件实现了可调谐的谷Z旋转,其有效相位调控范围覆盖99.5%的2π区间,同时在宽参数窗口内保持传输平衡度ℬ>0.99。结合提供X旋转的固定谷混合元件,该工作通过Z-X-Z欧拉分解实现了普适性单量子比特操控。根据实际参数,弹道输运门操作时间约50飞秒,其中8-Pmmn硼烯和WTe2材料展现出特别优越的操作窗口。这些发现确立了倾斜狄拉克半金属作为实现全电学相干谷调控的新平台。
量科快讯
2 天前
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