强耦合电子-核自旋-光子接口的高保真控制
量子物理
2025-05-15 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
远程量子网络需要将高效的自旋-光子接口与长寿命的本地存储器相结合。IV 族颜色中心 (SiV、GeV 和 SnV) 在金刚石中是有前景的候选人，包含一个电子自旋-光子接口和掺杂核自旋存储器。最近的工作已在自旋-光子耦合和自旋-自旋纠缠方面实现了最佳性能。然而，电子与核自旋之间的耦合在光学激发期间引入相位反馈，限制了核存储器的实用性。本文提出使用 SnV-117 的大型超声子耦合，在零磁场下工作，使存储器对光学激发不敏感。我们进一步演示了集成于光子集成电路的 SnV-117 颜色中心的基态自旋控制，显示出 97.8% 的门保真度和 2.5 ms 的存储器自旋相干时间。这表明了零场协议的可行性，为构建具有 SnV-117 器件的量子网络节点奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2505.09267,
title = {High-Fidelity Control of a Strongly Coupled Electro-Nuclear Spin-Photon Interface},
author = {Isaac B. W. Harris and Ian Christen and Sofia M. Patomäki and Hamza Raniwala and Maxim Sirotin and Marco Colangelo and Kevin C. Chen and Carlos Errando-Herranz and David J. Starling and Ryan Murphy and Katia Shtyrkova and Owen Medeiros and Matthew E. Trusheim and Karl K. Berggren and P. Benjamin Dixon and Dirk Englund},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.09267},
year = {2025}
}