基于自旋-电荷转换的金刚石中单电子自旋高保真单发读出
量子物理
2023-03-28 v1 应用物理
光学
摘要
量子比特的高保真单发读出是容错量子计算和可扩展量子网络的关键组成部分。近年来，金刚石中的氮空位（NV）中心已成为上述应用的领先平台。当前NV电子自旋的单发读出依赖于低温下的共振荧光方法。然而，自旋翻转过程会中断光学循环跃迁，从而限制了读出保真度。在此，我们引入一种由近红外（NIR）光辅助的自旋-电荷转换方法来抑制自旋翻转错误。该方法利用了低温共振激发的高自旋选择性和光电离的高灵活性。我们在高应变和快速自旋翻转过程存在的情况下，对NV中心电子自旋的单发读出实现了总体保真度 。通过进一步改进，该技术有望实现超过容错阈值的自旋读出保真度，并可能在集成光电器件中找到应用。
引用
@article{arxiv.2009.14172,
title = {High-fidelity single-shot readout of single electron spin in diamond with spin-to-charge conversion},
author = {Qi Zhang and Yuhang Guo and Wentao Ji and Mengqi Wang and Jun Yin and Fei Kong and Yiheng Lin and Chunming Yin and Fazhan Shi and Ya Wang and Jiangfeng Du},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.14172},
year = {2023}
}