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分子量子比特相干性超过一毫秒的实验保护

量子物理 2017-06-29 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

有多种重要的固态系统,如固体中的缺陷、超导电路和分子量子比特,是量子计算的极具吸引力的候选者。分子量子比特得益于化学力量,可定制且廉价地合成新体系,但面临退相干效应的挑战。退相干效应源于分子量子比特与其环境不可避免的相互作用。为克服退相干效应已发展出一些策略,例如设计无核自旋环境以及在原子钟跃迁下工作。然而,这些化学方法存在一些根本限制。例如,化学方法将配体选择与设计限制为具有零核磁偶极矩的配体,如碳、氧和硫。本文中,一种称为动力学解耦(Dynamical decoupling, DD)的物理方法被用来对抗退相干,同时可避免化学方法的局限性。通过采用 DD,一个过渡金属配合物的相位记忆时间 T2T_2 被延长至超过一毫秒(1.4 1.4~ms)。单量子比特品质因数 QMQ_M 达到 1.4×1051.4\times 10^5,比此前报道的该类系统数值好 4040 倍。我们的结果表明,具有毫秒级 T2T_2 的分子量子比特是量子信息处理的极具前景的候选者。

关键词

引用

@article{arxiv.1706.09259,
  title  = {Experimental protection of the coherence of a molecular qubit exceeding a millisecond},
  author = {Yingqiu Dai and Zhifu Shi and Yue Fu and Xi Qin and Shiwei Mu and Yang Wu and Ji-Hu Su and Lei Qin and Yuan-Qi Zhai and Yi-Fei Deng and Xing Rong and Jiangfeng Du},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1706.09259},
  year   = {2017}
}