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利用 SMART 协议在室温下高保真控制氮空位自旋量子比特

量子物理 2023-08-24 v2 介观与纳米尺度物理

摘要

量子计算机的实际实现需要免受噪声环境影响的稳健量子比特。动力学解耦技术过去已成功用于为负电荷氮空位(NV-)中心提供受保护的高保真门操作,尽管需在内禀氮核自旋被初始化的特定条件下。本工作中,我们展示如何实现 SMART 协议——修饰量子比特概念的扩展——以进行连续保护,从而提供与容错方案兼容的 Clifford 门保真度,同时延长室温下单个 NV- 量子比特的相干时间。我们展示了平均 Clifford 门保真度从裸量子比特的 0.940±0.0050.940\pm0.005 提升至 SMART 量子比特的 0.993±0.0020.993\pm0.002,且氮核自旋处于随机取向。我们进一步展示量子比特相干时间相较裸量子比特有 \gtrsim 30 倍的提升。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.14671,
  title  = {High Fidelity Control of a Nitrogen-Vacancy Spin Qubit at Room Temperature using the SMART Protocol},
  author = {Hyma H. Vallabhapurapu and Ingvild Hansen and Chris Adambukulam and Rainer Stohr and Andrej Denisenko and Chih Hwan Yang and Arne Laucht},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.14671},
  year   = {2023}
}

备注

Minor changes. Updated figures, some text and added more references