Környezetükkel kölcsönható kvantumrendszerek: Dekoherencia és a kvantumos összefonódottság eltűnése = Open quantum systems: environment induced decoherence and entanglement degradation

A kutatás olyan fizikai rendszerek vizsgálatára irányult, amelyekben a különböző szabadsági fokok közötti kvantumos összefonódottság kitüntetett szerepet játszik. Megmutattuk, hogy kétállapotú atomok dipól-csatolt láncában közeli atomok estében ezek a fajta kvantumos korrelációk a környezet hatásai ellenére növekedhetnek is. A téma igen közel esik a kvantumos információfeldolgozás gyakorlati megvalósításának a problémájához, ezzel kapcsolatos az az eredményünk, hogy síkbeli félvezető gyűrűk segítségével alapvető kvantumos kapuk realizálhatók, illetve két kimenet esetén a rendszer a Stern-Gerlach berendezés megfelelőjeként alkalmas polarizált elektronok preparálására. Szintén a spin szabadsági fok határozza meg a nagy eredő spinnel rendelkező molekulák (nanomágnesek) viselkedését is. Ezzel a rendszerrel kapcsolatban megmutattuk, hogy a kísérletekben észlelt THz tartományba eső sugárzás kibocsátási mechanizmusa a mézerek működéséhez hasonló. Emellett kiszámítottuk, hogy a kristályrács fononjai, mint a spin rendszer környezete, hogyan befolyásolják a hiszterézisgörbék lefutását. | The aim of the research was the investigation of the role of quantum mechanical entanglement in physical systems with several degrees of freedom. It has been shown that in a chain of dipole-coupled atoms, when the interatomic separation is small enough, spontaneous entanglement formation appears, despite the destructive effects of the environment. As a possible application, we demonstrated that mesoscopic rings made of semiconductor material can realize basic one-qubit logical gates. Considering molecular nanomagnets, where again the spin degree of freedom plays an important role, it was shown that the physical mechanism being responsible for the experimentally observed THz radiation is a maser effect. Furthermore, our calculations show that the influence of the phonon environment decreases the steps seen in the hysteresis curves

Laser induced distortion of band structure in solids: an analytic model

We consider a spatially periodic (cosine) potential as a model for a crystalline solid that interacts with a harmonically oscillating external electric field. This problem is periodic both in space and time and can be solved analytically using the Kramers-Henneberger co-moving frame. By analyzing the stability of the closely related Mathieu-type differential equation, the electronic band structure can be obtained. We demonstrate that by changing the field intensity, the width of the zero-field band gaps can be drastically modified, including the special case when the external field causes the band gaps to disappearComment: 8 pages, 3 figure

Oscillating spin-orbit interaction in two-dimensional superlattices: sharp transmission resonances and time-dependent spin polarized currents

We consider ballistic transport through a lateral, two-dimensional superlattice with experimentally realizable, sinusoidally oscillating Rashba-type spin-orbit interaction. The periodic structure of the rectangular lattice produces a spin-dependent miniband structure for static SOI. Using Floquet theory, transmission peaks are shown to appear in the mini-bandgaps as a consequence of the additional, time-dependent SOI. A detailed analysis shows that this effect is due to the generation of harmonics of the driving frequency, via which e.g., resonances that cannot be excited in the case of static SOI become available. Additionally, the transmitted current shows space and time-dependent partial spin-polarization, in other words, polarization waves propagate through the superlattice.Comment: 8 pages, 6 figure

Relation of the capital structure and profitability based on literature

The corporates are regularly forced to use different inner and external capital elements in their life. Of Course, the companies will use that kind of sourc es, which they are able to achieve a value - creation progress with, thereby contribute to the increment of the trade industry sector. According to many literatures, the income - generating’s ability of the enterprises can be affected by the major financial’s decisions, following the inner and external financing opportunities, strategics, forms and principles, and the capital structure of all these. Of course, we can make differences among the lifecycles of the corporate’s life. The small and medium sized enter prises need to have capital for the fluently running, but it is, that from where and how it is available. The capital structure theories helps us to understand this wide range of consequences. There are also two differencies between the creator’s outlook o f the traditional and the new capital structure theories. Modigliani - Miller theorems are classified into the new capital structure theories, where there are no taxes originally, but the effects of the taxes are already taken into count by the modified theo ries

Fénnyel manipulált összefonódott atomi állapotok és kvantumos kapuk = Quantum gates and entagled atomic states manipulated by light

1. Óriás spinű molekulák (nanomágnesek) állapotának időben változó mezővel való kölcsönhatásában megmutattuk, hogyan lehet ezeket egy kívánt spinállapotba hozni. A dekoherencia figyelembevételével magyarázatot adtunk a kísérleti hiszterézisgörbék alakjára és üregbe zárt nanomágnesek esetén a mézerszerű működésre. 2. Félvezető gyűrűben mozgó elektron spinjére alapozva egyqubites kvantumkapuk megvalósítását javasoltuk. Egy, vagy néhány gyűrűvel a Stern-Gerlach kísérlet spintronikai változatának elvét dolgoztuk ki. Az eszközzel a térbeli és a spin szabadsági fokok között összefonódás hozható létre. A szennyezések és a véges hőmérséklet miatti dekoherencia hatására számos gyűrűből álló hálózat esetén a méret növekedésével egy ilyen rendszer távolabb kerül az ideális viselkedéstől, de a kiaknázható kvantumos tulajdonságok nem az alkotóelemek számával arányosan, hanem annál lassabban tűnnek el. Periodikusan változó spin-pálya kölcsönhatás esetén a gyűrűben a spin Rabi oszcillációja lép fel, ami véges hőmérsékleten és véletlen szórási folyamatok jelenlétében is megmarad. Az oszcilláló spin-pálya kölcsönhatás a Raman szóráshoz hasonló stokesi és anti-stokesi csúcsokat hoz létre a vezetőképességben. 3. Megmutattuk, hogy N qubitből, illetve általánosabban K dimenziós részekből álló kvantumrendszer szimmetrikus alterében a nem összefonódott állapotok pontosan megegyeznek a koherens állapotokkal, és a szimmetrikus altérre ortogonális állapotok mindegyike összefonódott. | 1. We have shown how giant spin molecules (nanomagnets) can be brought into specific quantum states with time varying magnetic fields . We explained the experimentally observed hysteresis curves and a maser-like operation for molecules in a cavity as caused by decoherence. 2. We proposed how to realize one-qubit quantum gates based on the electron spin in a semiconductor ring. Applying one or few such rings the spintronic analogue of the Stern-Gerlach experiment can be realized, and the device can entangle the spatial and spin degrees of freedom. Increasing the size of networks consisting of such rings decoherence caused by impurities and by finite temperature reduces the ideal properties of the system, but the quantum features to be exploited diminish promisingly slow. A periodic change of the strength of the spin-orbit interaction leads to Rabi oscillations of the spin, which persists also at finite temperatures and in the presence of random scattering events. The oscillating spin-orbit interaction creates Raman type Stokes and anti-Stokes peaks in the conductivity. 3. In an N qubit system, or more generally in an N-partite system consisting of K dimensional parts, the class of nonentangled states in the symmetric subspace is identical with the class of the coherent states. The subspace orthogonal to the symmetric one contains only entangled states