面向氮空位(NV)自旋的能效一致量子控制：基于纳米尺度磁体
介观与纳米尺度物理
2024-07-22 v1 量子物理
摘要
我们研究了利用靠近NV中心的纳米尺度磁体产生的微波场对氮空位(NV)中心进行一致量子控制的可能性。我们的结果显示，使用尺寸可达200 nm x 180 nm的形状各向异性纳米磁体，通过表面声波(SAW)远端激发产生的近场微波，能够实现高对比度的Rabi振荡，能耗至少比使用天线产生微波高出400倍，潜在可达4个数量级。此外，我们表明，通过调节驱动此类纳米磁体的声学功率，可以实现对Rabi频率的控制。我们还报告了使用此类纳米磁体产生的微波脉冲测得的NV自旋的T1松弛时间为103±0.5微秒，T2自旋-自旋松弛时间为1.23±0.29微秒，Ramsey相干时间T2*为218±27纳秒。使用纳米尺度磁体实现高度局部化且能效极高的一致量子控制，可取代发热量大的微波电路，为基于NV缺陷及其他自旋量子比特的可扩展量子计算和传感器提供了一条路径。
引用
@article{arxiv.2407.14018,
title = {Energy efficient coherent quantum control of nitrogen vacancy (NV) spin with nanoscale magnets},
author = {Md Fahim F Chowdhury and Adi Jung and Lea La Spina and Ausrine Bartasyte and Samuel Margueron and Jayasimha Atulasimha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.14018},
year = {2024}
}