栅极定义GaAs双量子点中电子自旋对介观核自旋浴的反作用测量

量子系统因与环境相互作用而产生的退相干，是理解量子与经典世界之间转变以及量子技术应用中性能限制的关键概念。大型、弱耦合环境的影响通常被描述为一个经典的、涨落的场，其动力学不受量子比特影响，而完全的量子描述仍意味着量子比特对环境存在某种反作用。本文展示了在GaAs量子点中，一个电子自旋量子比特与约10⁶个核自旋组成的介观环境耦合时，这种反作用的直接实验证据。通过一种关联测量技术，我们探测到了单次量子比特-环境相互作用的反作用，其持续时间与量子比特的相干时间相当，即使在如此大的系统中也是如此。我们反复让量子比特与自旋浴相互作用并测量其状态。在这些循环之间，量子比特被重新初始化到不同的状态。测量结果的关联性受到中间量子比特状态的强烈影响，这揭示了单个电子自旋对核自旋的作用。