混合量子系统：耦合单分子磁性准量子位与工业硅自旋量子位
介观与纳米尺度物理
2025-10-14 v1 量子物理
摘要
分子自旋准量子位提供了具有长相干时间和丰富多电平自旋结构的吸引性量子存储平台。铕双(苯邻吲啶酮)（TbPc） exemplifies 该系统，已实现量子控制和化学可重复性。在混合量子架构中，TbPc可作为主要存储元件，半导体量子位提供可扩展的读出和耦合。本文提出构建混合系统的下一步：使用工业制造的硅金属-氧化物-半导体（SiMOS）自旋量子位检测TbPc分子群的电子自旋跃迁。该读出基于一种紧凑且稳健的协议：在所有定义量子位的栅压保持固定运行点的情况下施加微波脉冲。该协议结合了同步快速绝热通道和自旋选择性隧穿（RPSS），实现高信噪比的共振检测，避免了解耦方案中常见的重复脉冲重新校准。通过实现群检测，我们为将分子量子存储与工业量子位平台集成奠定了基础，标志着向单分子混合量子技术迈出了重要一步。
引用
@article{arxiv.2510.10110,
title = {Hybrid Quantum Systems: Coupling Single-Molecule Magnet Qudits with Industrial Silicon Spin Qubits},
author = {Daniel Schroller and Daniel Sitter and Thomas Koch and Viktor Adam and Noah Glaeser and Clement Godfrin and Stefan Kubicek and Julien Jussot and Roger Loo and Yosuke Shimura and Danny Wan and Yaorong Chen and Mario Ruben and Kristiaan De Greve and Wolfgang Wernsdorfer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.10110},
year = {2025}
}