非平衡三量子点中的多体效应与精确调控

The discovery and manipulation of many-body effects in nonequilibrium triple quantum dots (TQDs) are hot topics in present condensed matter physics. In this project, we will systematically study the many-body effect, such as dynamics of doublons, chiral spin state, spin liquid state and Kondo screen clouding, in nonequilibrium TQDs, by precisely solving the extended Anderson three-impurity model via the hierarchical equations of motion (HEOM) formalism. By using the advantages of our method, we will focus on the observable features of quantum transport, besides the equilibrium characters of spectral functions and phase diagrams. . Through changing the parameters of interactions or applying external (electronic, magnetic and/or laser) fields, we will theoretically realize the precise manipulation of those many-body effects, where the chiral-spin-state based quantum computing and effective electron attraction mediated by Coulomb repulsion will be our main concerns in this part. Our works in this project can promote the fundamental research of the strongly correlated quantum dots and bulk masteries, on one hand, and provide the theoretical foundation for the application of TQDs in quantum computation and manipulation, on the other hand.

发现和调控非平衡三量子点中的多体效应是当前凝聚态物理研究的热点问题。本项目基于自主发展的密度矩阵级联方程组方法，通过精确求解扩展的Anderson量子三杂质模型，系统研究非平衡三量子点中Doublon动力学、手性自旋态、自旋液体态和Kondo屏蔽云等多体效应或多体量子态。借助于密度矩阵级联方程组的优势，除平衡态的谱函数特性外，重点研究由三量子点中多体效应所导致的可观测的非平衡量子输运特性。通过改变相互作用参数或施加外场等实现非平衡三量子点中多体效应的精确调控，包括三角构型量子点中手性自旋态的调控和广义三角构型中电子有效吸引作用的调控等。通过本项目的研究，可以洞悉非平衡三量子点中的各种多体效应，并且给出对这些多体效应精确调控的手段和定量规律。对这些研究内容的深刻理解，一方面可以促进强关联量子点和强关联块体材料的基础研究，另一方面也可以指导实验，促进基于量子点的量子调控和量子计算等实际应用。

我们在本项目中基于自主发展的密度矩阵级联方程组方法，通过精确求解扩展的Anderson量子三杂质模型，系统研究了非平衡三量子点中Doublon动力学、手性自旋态、手性Kondo效应、手性热电效应和Kondo屏蔽云等多体效应或多体量子态。借助于密度矩阵级联方程组的优势，除平衡态的谱函数特性外，重点研究了由三量子点中多体效应所导致的可观测的非平衡量子输运特性。通过改变相互作用参数或施加外场等实现非平衡三量子点中多体效应的精确调控，包括三角构型量子点中手性自旋态和手性热电效应的调控等。通过本项目的研究，可以洞悉非平衡三量子点中的各种多体效应，并且给出对这些多体效应精确调控的手段和定量规律。对这些研究内容的深刻理解，一方面可以促进强关联量子点和强关联块体材料的基础研究，另一方面也可以指导实验，促进基于量子点的量子调控和量子计算等实际应用。