超越中心自旋相干极限的环境自旋缺陷控制
量子物理
2024-03-19 v3
摘要
光学活性自旋环境中的电子自旋缺陷可用于增大固态量子寄存器的规模，从而提升其性能，尤其在量子计量和量子通信应用中。先前关于金刚石中氮空位（NV）中心环境中的多量子比特电子自旋寄存器的研究仅包含了直接与 NV 耦合的自旋。由于这种直接耦合受限于中心自旋相干时间，它显著限制了寄存器可达到的最大规模。为解决该问题，我们提出了一种可扩展的方法来增大电子自旋寄存器的规模。我们的方法利用弱耦合探针自旋与双共振控制序列，介导中心 NV 自旋与未与其直接耦合的环境自旋之间的自旋极化转移。我们通过实验实现了该方法，展示了对中心 NV 相干极限之外的未知电子自旋的检测与相干控制。我们的工作为构建更大量子自旋寄存器铺平了道路，有望推进纳米级传感、实现用于纠错的关联噪声谱学，并促进量子通信中自旋链量子线的实现。
引用
@article{arxiv.2306.17155,
title = {Control of an environmental spin defect beyond the coherence limit of a central spin},
author = {Alexander Ungar and Paola Cappellaro and Alexandre Cooper and Won Kyu Calvin Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.17155},
year = {2024}
}