論文の概要: Quantum transport in interacting nanodevices: from quantum dots to
single-molecule transistors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.09536v1
- Date: Mon, 19 Dec 2022 15:25:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 13:19:51.369896
- Title: Quantum transport in interacting nanodevices: from quantum dots to
single-molecule transistors
- Title(参考訳): 相互作用するナノデバイスにおける量子輸送-量子ドットから単一分子トランジスタ
- Authors: Emma L. Minarelli
- Abstract要約: 量子ドットデバイスでは、特徴的なエネルギースケール以下の導電率の向上は、コンド一重項の形成のサインである。
我々は、オルタナティブを解析的に導き、量子輸送の定式化を改善した。
新しい定式化は高い精度と計算効率を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Unprecedented control over the manufacture of electronic devices on nanometer
scale has allowed to perform highly controllable and fine-tuned experiments in
the quantum regime where exotic effects can nowadays be measured. In quantum
dot devices, enhanced conductance below a characteristic energy scale is the
signature of Kondo singlet formation. Precise predictions of quantum transport
properties in similar nanoelectronics devices are desired to design optimal
functionality and control. Standard transport methods suffer from limitations
in nanostructure specifics, set-up design, temperature and voltage regime of
applicability. To overcome these issues, such that we obtain modelling
flexibility and accurate conductance predictions, in this thesis we
analytically derive alternative and improved quantum transport formulations
having as their starting point scattering theory in the Landauer-B\"uttiker
formula, linear response theory in the Kubo formula, nonequilibrium Keldysh
theory in the Meir-Wingreen formula and Fermi liquid theory in the Oguri
formula. We perform a systematic benchmark of our exact expressions, comparing
with the standard approaches using numerical renormalization group techniques.
The new formulations not only reproduce literature results, but also show
higher accuracy and computational efficiency, as well as a wider applicability
under regimes and conditions out of reach by existing methods. We also derive
generalized effective models for multi-orbital two-lead interacting
nanostructures in both Coulomb blockade and mixed-valence regime, which yield
reusable conductance predictions directly in terms of the effective model
parameters. We conclude by applying our novel formulations to complex
nanoelectronics systems, including a single-molecule benzene transistor, a
charge-Kondo quantum dot made from graphene and semiconductor triple quantum
dot.
- Abstract(参考訳): ナノメートルスケールでの電子機器製造に関する先例のない制御により、現在ではエキゾチック効果を測定できる量子状態において、高度に制御可能で微調整された実験を行うことができる。
量子ドットデバイスでは、特性エネルギースケール以下の拡張コンダクタンスが近藤一重項形成の署名である。
同様のナノエレクトロニクスデバイスにおける量子輸送特性の正確な予測は、最適機能と制御を設計することが望まれる。
標準輸送法は、ナノ構造特異性、設定設計、温度および電圧制御の適用性の限界に苦しむ。
モデリングの柔軟性と正確なコンダクタンス予測を得るため、ランドウアー-b\"uttiker公式における出発点散乱理論、kubo公式における線形応答理論、meir-wingreen公式における非平衡ケルディッシュ理論、小栗公式におけるフェルミ液体理論を解析的に導出し、改良した量子輸送公式を導出する。
数値正規化群手法を用いた標準手法と比較し, 厳密な表現の体系的ベンチマークを行った。
新たな定式化では, 文献結果の再現だけでなく, 高い精度と計算効率, 既存の手法では得られない状況下でのより広い適用性を示す。
また、coulombブロックとmixed-valenceレジームの両方における多軌道2層相互作用ナノ構造に対する一般化された有効モデルも導出し、有効モデルパラメータの観点から直接再利用可能なコンダクタンス予測を行う。
グラフェンと半導体三重量子ドットからなる単一分子ベンゼントランジスタ, 電荷-コンド量子ドットなど, 複雑なナノエレクトロニクスシステムに新しい定式化を適用することで, 結論付けた。
関連論文リスト
- First-Order Phase Transition of the Schwinger Model with a Quantum
Computer [0.0]
格子シュウィンガーモデルにおける一階位相遷移を位相的$theta$-termの存在下で検討する。
本研究では, モデルの位相構造を明らかにする観測可能な電場密度と粒子数が, 量子ハードウェアから確実に得られることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-12-20T08:27:49Z) - Trapped-Ion Quantum Simulation of Collective Neutrino Oscillations [55.41644538483948]
量子計算を用いて,Nニュートリノ系のコヒーレントな集団振動を2成分近似でシミュレートする手法について検討した。
第2次トロッタースズキ公式を用いたゲート複雑性は,量子信号処理などの他の分解方法よりも,システムサイズに優れることがわかった。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-07T09:39:40Z) - Generalization Metrics for Practical Quantum Advantage in Generative
Models [68.8204255655161]
生成モデリングは量子コンピュータにとって広く受け入れられている自然のユースケースである。
我々は,アルゴリズムの一般化性能を計測して,生成モデリングのための実用的な量子優位性を探索する,単純で曖昧な手法を構築した。
シミュレーションの結果、我々の量子にインスパイアされたモデルは、目に見えない、有効なサンプルを生成するのに、最大で68倍の費用がかかります。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-01-21T16:35:35Z) - Variational Adiabatic Gauge Transformation on real quantum hardware for
effective low-energy Hamiltonians and accurate diagonalization [68.8204255655161]
変分アダバティックゲージ変換(VAGT)を導入する。
VAGTは、現在の量子コンピュータを用いてユニタリ回路の変動パラメータを学習できる非摂動型ハイブリッド量子アルゴリズムである。
VAGTの精度は、RigettiおよびIonQ量子コンピュータ上でのシミュレーションと同様に、トラフ数値シミュレーションで検証される。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-11-16T20:50:08Z) - Quantum Floquet engineering with an exactly solvable tight-binding chain
in a cavity [0.0]
単一空洞モードに結合した密結合鎖によって与えられる、正確に解けるモデルを提供する。
我々は,光物質結合の摂動膨張が注意を要し,容易に偽の超放射能相につながることを示した。
さらに,電子単一粒子スペクトル関数と光伝導率の解析式を導出する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-26T14:33:20Z) - Circuit quantum electrodynamics (cQED) with modular quasi-lumped models [0.23624125155742057]
方法は、量子デバイスをコンパクトなラッピングまたは準分散セルに分割する。
本手法を大規模かつ最先端の超伝導量子プロセッサで実験的に検証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-18T16:03:37Z) - Combining density functional theory with macroscopic QED for quantum
light-matter interactions in 2D materials [0.0]
グラフェンと完全導体の間に挟まれた多層遷移金属ジアルコゲナイドのサブバンド間遷移に107ドルを要した。
我々の研究は、現実的なナノ構造材料における光物質相互作用の実践的初期的量子処理の基礎を築いた。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-17T08:23:56Z) - Multi-task learning for electronic structure to predict and explore
molecular potential energy surfaces [39.228041052681526]
我々はOrbNetモデルを洗練し、分子のエネルギー、力、その他の応答特性を正確に予測する。
このモデルは、すべての電子構造項に対する解析的勾配の導出により、エンドツーエンドで微分可能である。
ドメイン固有の特徴を用いることにより、化学空間をまたいで移動可能であることが示されている。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-11-05T06:48:46Z) - Benchmarking adaptive variational quantum eigensolvers [63.277656713454284]
VQEとADAPT-VQEの精度をベンチマークし、電子基底状態とポテンシャルエネルギー曲線を計算する。
どちらの手法もエネルギーと基底状態の優れた推定値を提供する。
勾配に基づく最適化はより経済的であり、勾配のない類似シミュレーションよりも優れた性能を提供する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-11-02T19:52:04Z) - OrbNet: Deep Learning for Quantum Chemistry Using Symmetry-Adapted
Atomic-Orbital Features [42.96944345045462]
textscOrbNetは、学習効率と転送可能性の観点から、既存のメソッドよりも優れています。
薬物のような分子のデータセットに応用するために、textscOrbNetは1000倍以上の計算コストでDFTの化学的精度でエネルギーを予測する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-15T22:38:41Z) - Dissipation-engineering of nonreciprocal quantum dot circuits: An
input-output approach [6.211723927647019]
ナノエレクトロニクスデバイスにおける非相互効果は、電子輸送と工学的な量子電子回路の操作にユニークな可能性をもたらす。
固体量子ドットアーキテクチャにおける非相互輸送の一般的なインプット・アウトプット記述を提供する。
非相互結合は共振輸送系において一方向電子流を誘導することを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-04-11T14:13:14Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。