Nitrogen-Vacancy 自旋在金刚石中的量子控制：面向巨型物体物态波干涉

量子力学（QM）和广义相对论（GR），也称为重力理论，是现代物理学的两大支柱。使用巨型粒子构建的物态波干涉仪可以测试诸多基础性思想，包括在此前未探索的 regimes 中检验空间叠加原理——这是量子力学的基本概念。它还开辟了探索 QM 与 GR 接口的可能性，例如测试重力的量化化。因此，迫切需要实现此类干涉仪。虽然正在探索多种方法，但我们专注于利用嵌入自旋的纳米金刚石作为测试粒子，通过结合斯特恩-氕尔加克力实现时空中闭环物态波干涉仪的实现。越来越多的团队正在致力于此路径[1]。我们发布这篇技术说明（作为七篇技术说明系列中的一篇），旨在突出我们在这一宏伟目标中所面临各种挑战的计划与解决方案，希望为这一不断增长的社区提供支持。本文我们展示了在体积金刚石和悬浮金刚石中对氮空位自旋系统进行量子控制的工作，作为面向悬浮纳米金刚石斯特恩-氕尔加克干涉的一步。我们的仿真结果表明，当前在纳米金刚石中实现的自旋相干时间（数十微秒量级）足以支持由由 10^7 个原子构成的 ND 进行 nanometer 级别的 SGI 空间分离。我们乐于根据需要提供更多细节。