以亚兆赫兹光谱分辨率激发并相干控制自旋 qudit 模态
量子物理
2019-04-12 v1 材料科学
摘要
量子比特(qubit)是一个二能级系统,构成了量子计算、模拟、通信与传感的基础。更高维度的量子态,即 qutrit(D = 3)尤其是 qudit(D = 4 或更高),具有显著优势。特别是,它们可提供抗噪声的量子密码术、简化量子逻辑并改善量子计量学。飞行 qudit 与固态 qudit 已分别基于光子芯片与超导电路实现。然而,目前仍缺乏具有长相干时间与高光谱分辨率的室温 qudit。碳化硅(SiC)中自旋 S = 3/2 的硅空位中心在这方面颇具前景,但迄今它们被当作标准 qubit 系统处理。在此,我们应用双频协议在环境条件下激发并成像 SiC 自旋系综中的多个 qudit 模态。引人注目的是,其谱宽比相应自旋共振的非均匀展宽窄约一个数量级。通过对这些自旋 qudit 施加 Ramsey 干涉测量,我们实现了 600 kHz 的光谱选择性与 30 kHz 的光谱分辨率。作为一个实际结果,我们展示了对热噪声与应变涨落不敏感的绝对直流磁测量。
引用
@article{arxiv.1807.10383,
title = {Excitation and coherent control of spin qudit modes with sub-MHz spectral resolution},
author = {V. A. Soltamov and C. Kasper and A. V. Poshakinskiy and A. N. Anisimov and E. N. Mokhov and A. Sperlich and S. A. Tarasenko and P. G. Baranov and G. V. Astakhov and V. Dyakonov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.10383},
year = {2019}
}