Decoherence of spatially separated quantum bits [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Roland Doll

Decoherence of spatially separated quantum bitsDissertationzur Erlangung des akademischen Grades einesDoktors der Naturwissenschaften,vorgelegt der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultätder Universität AugsburgvonRoland DollAugsburg, im Januar 2008PrüfungskommissionPriv. Doz. Dr. Sigmund Kohler (Erstgutachter)Prof. Dr. Stefan Kehrein (Zweitgutachter)Prof. Dr. Peter HänggiProf. Dr. Achim WixforthTag der mündlichen Prüfung: 22.02.2008Contents1 Introduction 1Outline of the thesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1 Quantum information processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Qubit realizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.3 Collective vs. independent noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Coupling qubits to bosonic fields 112.1 Heat-bath model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2 System-bath coupling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.1 The one-dimensional case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.2 Generalization to higher dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . 162.3 Microscopic coupling mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.3.1 Interaction with photons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.3.2 Carrier-phonon interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.3.3 Spin-phonon interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .