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本文研究了构成量子计算机的最基本单元——量子逻辑门，并数值模拟分析了系统结构参数对电子在量子点间隧穿时间的调节作用，对实验上构造量子器件有着指导意义。量子相干性是实现并行计算的基础，论文对介观系统中电子自旋的相干性以及自旋相干产生的Berry相进行了研究，阐明了外加磁场和自旋-轨道耦合(Rashba效应)产生的有效磁场在动力学相中的效应。研究了一种基于量子点系统结构的量子异或门。由不同尺寸的两个耦合量子点构成一个量子比特，两个量子比特组成一个量子异或门，在栅压的控制下电子在量子点间共振隧穿。在量子比特间加入了可控制比特间耦合的电极，隔绝其它量子比特的干扰。以Si/SiO2体系为例，数值模拟了系统结构参数对电子隧穿的影响特性，结果表明通过改变量子点间势垒的厚度和量子点的尺寸大小可有效控制电子隧穿时间，实现对器件工作频率和电压的调节。这对实验上构造量子逻辑门有着重要参考价值。2002年Yau、DePoortere和Shayegan(YPS)在GaAs/AlGaAs的二维电子气的AB环中首次观察到了电子的Berry相，给利用电子自旋实现量子计算带来了希望。本研究发现在其论文中忽略了外加磁场所引起的自旋Zeeman分裂，导致了理论模拟的图形和实验不吻合，并且实验图中存在一些无法解释的规律性的现象。研究表明外加磁场在电子自旋的动力学相方面与自旋-轨道耦合产生的有效磁场起着同样重要的作用，特别是当外加磁场的强度接近有效磁场的时候会使得Fourier变换图中出现左、右边峰不对称的情况。因此，在实际操作自旋时必需考虑外加磁场的影响作用。