测量反作用在硅中核自旋量子比特上的影响
量子物理
2023-10-20 v1
摘要
硅中的磷施主核自旋与环境弱耦合，使其成为高保真量子比特的有前途候选者。施主核自旋量子比特的状态可利用其与施主势约束电子的超精细相互作用来操控和读出。此处我们采用基于主方程的方法，研究该电子介导的测量所产生的反作用如何影响单施主与多施主量子比特的寿命。我们分析了该过程随电场、磁场及超精细相互作用强度的变化。除单核自旋翻转外，我们识别出一种额外的与测量相关的机制，即核自旋 flip-flop，它专属于多施主量子比特。尽管该 flip-flop 机制降低了量子比特寿命，我们表明它可被超精细 Stark 位移有效抑制。我们展示，利用原子精度施主放置与工程化 Stark 位移，可最小化多施主量子比特中的测量反作用，实现比单施主量子比特更大的核自旋寿命。
引用
@article{arxiv.2310.12656,
title = {Impact of measurement backaction on nuclear spin qubits in silicon},
author = {S. Monir and E. N. Osika and S. K. Gorman and I. Thorvaldson and Y. -L. Hsueh and P. Macha and L. Kranz and J. Reiner and M. Y. Simmons and R. Rahman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.12656},
year = {2023}
}