1、隧穿不对称双量子点中的几何相位研究

量子信息和量子计算是21世纪的新兴学科，它是量子理论和现代信息理论结合的产物。实现量子计算机的应用是量子信息和量子计算理论的重要目标。由于量子计算机在计算和信息处理方面的卓越性能，其潜在应用价值非常诱人。量子几何相位在量子信息理论中有着广泛应用。因为几何相位仅仅依赖于系统参量空间全部几何路径的演化，其可以有效的抵御随机噪声，其对小的参量涨落并不敏感。其可以被用来构造容错几何量子逻辑门。对几何相位的研究可以得到许多有趣的东西。由于整合和裁剪比较容易，所以用量子点设计的量子逻辑门获得了很多重视。2015年蒋红叶等人研究了隧穿不对称双量子点的几何相位[21]。如果一个量子系统周期性演化，那么一个周期内的Pancharatnam几何相位就变成了著名的贝利相位。在稳态情况下，通过利用开放三能级系统的一般理论，他们计算了由外加驱动场的隧穿量子点的贝利相位。文章研究了隧穿强度、激光场强度、隧穿能级间的频率差以及激光失谐量对几何相位的影响。在文中，他们研究了激光驱动隧穿不对称双量子点的贝利相位。在稳态条件下，他们获得了贝利相位的解析表达式，并且分析了相应参数对其的影响。

2、基于隧穿不对称双量子点的隧穿诱导透明

2012年，H.S.Borges等人研究了隧穿不对称双量子点的诱导透明以及慢光效应[22]。电磁诱导透明是一种通过使用驱动激光束，允许另一束探测激光通过稠密介质的光学现象。他们提出了一种方案：通过由外部电场控制的不对称双量子点来探索诱导透明和慢光效应。其中，两个量子点之间的电子隧穿可以类比于电磁诱导透明中的驱动激光束。研究结果表明：如果隧穿强度Te和激子损耗率1满足条件Te/10.5，就会出现透明窗口。已经证实：不同原子能级的激发路径之间的量子干涉可以控制泵浦这些路径相干辐射的光学响应。一个例子就是在狭窄频率范围内光强吸收的抑制效应，而这与非线性极化增强效应和光脉冲以极低群速度传递有关。这个物理现象就是著名的电磁诱导透明。电磁诱导透明需要通过一个弱的探测场和一个强的驱动场与激发态近共振耦合（体系）。

由强电磁场相干驱动的半导体微纳结构已经被用来研究像Autler-Townes分裂和Mollowtriplets等其它量子干涉现象[23-24]。这其中的一些效应已经在单量子点中被观察到。例如，已经证明：强光学激发条件下，激子-双激子跃迁之间的干涉导致光学吸收下陷[25]。此外，在泵浦-探测实验中，相干吸收坑已经在层状量子点结构中观察到了。并且实验结果表明：对于温度和非均匀性展宽效应的影响，坑很健壮[26]。在两束激光脉冲条件下，其他一些工作也研究了量子阱和量子点系统中的下陷效应[27-29]。

隧穿耦合半导体量子点（也被称为不对称双量子点）是一类可以形成结构的体系。在结构对称的人造分子中，外加电场使我们通过控制电子与空穴隧穿来产生多能级激发态结构[30]。这些能级上的布居数能够通过可行并且合适的实验参数来相干操控。量子态保护[31]、激子纠缠[32-33]、慢光效应[34]以及激子比特旋转控制[35]的方案最近已经在这些体系中提出。

在相干激发情况下，考虑自发激子损耗和退相干相位损耗，分析了不对称双量子点的线性光学极化。数值求解了马尔科夫近似下刘维尔-冯•诺依曼-林得布拉德方程，结果表明：在低频光学激发下，隧穿耦合有效地破坏了量子干涉路径，从而在吸收光谱中产生了透明窗口，这个效应被称为隧穿诱导透明(TIT)，因为隧穿在不对称双量子点透明出现中充当重要角色。通过数值求解密度矩阵，能够获得参数范围以及透明和ATS之间的临界条件，并且求出系统群速度的演化关系。