高保真单 NV 量子比特量子态计量：基于光电读出
量子物理
2026-03-18 v1
摘要
量子计算是一项快速发展的领域。然而，最常用的量子比特需要 cryogenic 条件才能运行，这会增加成本，并对规模化施加限制。室温固态量子比特提供了一个潜在的大规模应用方案。氮空位（NV）中心作为室温下固态计算架构的主要候选方案，已在门保真度、量子纠错、量子比特间耦合等方面证明具有竞争力。每个 NV 中心都有一个相关的电子自旋，通常通过光致发光进行读取。然而，对于构建小型、室温 NV 基量子处理器而言，光学读出会引入收集效率和读出分辨率受限的问题，同时也限制最终设备的尺寸及其集成到标准半导体架构中的能力。本文研究了光电读出与传统光学读出的竞争性。在本工作中，我们报告了使用光电检测对单个 NV 中心进行量子态计量测量。我们实现了对状态重构的保真度为 ，与光学测量相当，表明在采用读出方法后，保真度并未受到影响，凸显了光电检测在 NV 基量子处理器中的价值。
引用
@article{arxiv.2603.16502,
title = {High Fidelity Single-NV Qubit Quantum State Tomography by Photoelectric Readout},
author = {Boo Carmans and Michael Petrov and Milos Nesladek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.16502},
year = {2026}
}