单层过渡金属硫族化物中的反位缺陷量子比特
介观与纳米尺度物理
2022-03-02 v1 材料科学
量子物理
摘要
二维（2D）材料具有原子级厚度且可受外部调控，为实现量子信息科学应用中室温下图案化量子比特制备与操作提供了新范式。本文表明，二维过渡金属硫族化物（TMDs）中的反位缺陷可提供可控的固态自旋量子比特系统。通过高通量原子模拟，我们确定了TMDs中若干位于体带隙深处、具有顺磁三重态基态的中性反位缺陷。深入分析揭示了这些缺陷量子比特具有光学跃迁与三重态-单重态系间窜越过程以供辨识。作为示例，我们讨论了WS2中反位量子比特的初始化与读出原理，该量子比特在多层结构中预期能稳定抵抗层间相互作用，从而在未来基于量子比特的器件中实现量子比特隔离与保护。我们的研究为在二维TMDs中创建可扩展的室温自旋量子比特开辟了新路径。
引用
@article{arxiv.2105.11019,
title = {Antisite defect qubits in monolayer transition metal dichalcogenides},
author = {Jeng-Yuan Tsai and Jinbo Pan and Hsin Lin and Arun Bansil and Qimin Yan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.11019},
year = {2022}
}