金刚石中自旋量子比特的微波、光学与机械相干量子控制
量子物理
2024-05-27 v1
摘要
金刚石已成为量子网络应用极具前景的平台。金刚石中的色心满足了量子节点的基本要求：它们构成了具有长寿命自旋量子比特的光学可及量子系统。此外，它们提供了对电子和核自旋量子比特量子寄存器的访问，并在自旋与光子之间介导纠缠。所有这些操作都需要对色心的自旋态进行相干控制。本综述全面概述了此类方案的现状、挑战和前景，包括自旋态的高保真度初始化、相干操纵和读出。回顾了已建立的微波和光学控制技术，此外，还总结了新兴方法，如腔介导的自旋-光子相互作用和基于自旋-声子相互作用的机械控制。对于不同类型的色心，即氮空位色心和IV族色心，仍然存在不同的挑战，这些挑战是正在进行的研究课题。除了基本的相干自旋量子比特控制技术外，本文还概述了量子网络应用中的高级演示，例如，集成单个色心以访问（核）多量子比特寄存器。最后，我们描述了金刚石自旋量子比特在未来量子信息应用实现中的作用。
引用
@article{arxiv.2312.06431,
title = {Coherent microwave, optical, and mechanical quantum control of spin qubits in diamond},
author = {Laura Orphal-Kobin and Cem Güney Torun and Julian M. Bopp and Gregor Pieplow and Tim Schröder},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.06431},
year = {2024}
}