灵敏度达 1000 个自旋的感应检测电子自旋共振：迈向可扩展量子计算之路
仪器与探测器
2015-06-15 v1 介观与纳米尺度物理
量子物理
摘要
固态中基于自旋的量子计算 (QC) 被认为是实现可扩展量子计算机最有前景的途径之一。然而，它面临着诸如自旋初始化、选择性地寻址和操控单个自旋以及读出单个自旋状态等问题。我们最近勾勒了一个可能解决所有这些问题的方案5。该方案通过利用独特的磷掺杂 28Si 样品 (28Si:P)，并应用强大的新型电子自旋共振 (ESR) 技术进行并行激发、检测和成像，以实现量子计算并高效获取其结果。我们提出的方案的美妙之处在于，与其他方法相反，它不需要单自旋检测灵敏度，测量约 100-1000 个自旋信号的能力就足以实现它。在此，我们朝着该方案的实际实施迈出了第一步。我们展示，通过使用迄今为止构建的最小 ESR 谐振器（约 5 微米），结合独特的低温放大方案和亚微米成像能力，获得了低于 1000 个电子自旋的灵敏度，空间分辨率约为 500 纳米。这是迄今为止进行的最灵敏的感应检测实验，这样的能力使该方法走上了展示可扩展量子计算能力的快车道。
引用
@article{arxiv.1302.2891,
title = {Induction-Detection Electron Spin Resonance with Sensitivity of 1000 Spins: En Route to Scalable Quantum Computations},
author = {Aharon Blank and Ekaterina Dikarov and Roman Shklyar and Ygal Twig},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.2891},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 3 figures + 1 supplementary page and 2 supplementary images