硅中核自旋量子比特的高保真度读出与控制
介观与纳米尺度物理
2013-05-21 v1 量子物理
摘要
单个核自旋有望成为长寿命量子比特或量子存储器，具有容错量子计算所需的高保真度。我们在此表明，这种前景可以通过硅纳米结构中的单个磷（31P）核自旋来实现。通过将电子自旋的单次读出与片上电子自旋共振相结合，我们展示了核自旋的量子非破坏性电学单次读出，读出保真度优于99.8%——这是任何固态量子比特中最高的。然后，通过施加相干射频脉冲，将单个核自旋作为量子比特进行操作。对于电离的31P施主，我们发现核自旋相干时间为60毫秒，单量子比特门控制保真度超过98%。这些结果表明，现代电子的主导技术可以适应于为基于核自旋的量子信息处理提供完整的电学测量和控制平台。
引用
@article{arxiv.1302.0047,
title = {High-fidelity readout and control of a nuclear spin qubit in silicon},
author = {Jarryd J. Pla and Kuan Y. Tan and Juan P. Dehollain and Wee H. Lim and John J. L. Morton and Floris A. Zwanenburg and David N. Jamieson and Andrew S. Dzurak and Andrea Morello},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.0047},
year = {2013}
}
备注
18 pages, 5 figures