Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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TT: Tiefe Temperaturen
TT 8: Josephson-Kontakte
TT 8.2: Hauptvortrag
Dienstag, 23. März 1999, 10:30–11:00, F2
Quantenmessung mit einem SET — •Yuriy Makhlin1, Loic Dreher1,2 und Gerd Schön1 — 1Institut für Theoretische Festkörperphysik, Universität Karlsruhe, D-76128 Karlsruhe — 2Landau Institute for Theoretical Physics, Moscow, Russia
Im Zusammenhang mit Quanten-Computern ist die Messung von
zentraler Bedeutung,
denn nach der Rechnung muß das Ergebnis ausgelesen werden. Wir beschreiben
den Meßprozeß mit Mitteln der Quantenmechanik, indem wir das gesamte
System (Qubit und angekoppeltes Meßgerät) explizit angeben, und die
Zeitentwicklung dessen Dichtematrix analysieren, wobei die makroskopischen
Freiheitsgrade ausgespurt werden. Konkret betrachten wir eine Realisierung der
Qubits durch Josephson-Kontakte [1,2] mit einem SET
als Meßgerät [2,3]. Dieser ändert die Kohärenzzeit nicht, solange keine
Transportspannung angelegt wird; umgekehrt wird die Phasenkohärenz sehr
schnell zerstört, und es findet eine Messung statt. Es ergeben sich dabei drei
Zeitskalen: die Dekohärenzzeit (die Nichtdiagonalelemente der Dichtematrix
verschwinden), die Meßdauer (die Zeit, die der SET braucht, um die Zustände
aufzulösen), und die Relaxationszeit (die Diagonalelemente verändern sich).
Wir zeigen, daß bei unserem Schema – mit den richtigen Parametern– eine
nahezu ideale Messung stattfindet. Außerdem geben wir an,
wie man unser Schema auf das Auslesen von mehreren Qubits mit nur einem SET,
erweitern kann; zusätzlich wird dabei eine nichtdestruktive Messung (QND)
durchführt.
[1] Yu.Makhlin, G.Schön, A.Shnirman, preprint cond-mat/9808067.
[2] G.Schön, A.Shnirman, Yu.Makhlin, preprint cond-mat/9811029.
[3] A.Shnirman and G.Schön, Phys. Rev. B 57, 15400 (1998).