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金刚石中锡空位自旋量子比特的量子调控

量子物理 2021-12-01 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

金刚石中的IV族色心是用于量子网络器件的一种有前景的光-物质接口。带负电的锡空位中心(SnV)尤其令人关注,因为其较大的自旋轨道耦合提供了针对声子退相干的强保护,并为其光学跃迁朝向自旋-光子纠缠方案提供了鲁棒的循环性。在此,我们通过对基态与激发态之间全光受激拉曼驱动,展示了对SnV自旋量子比特的多轴相干调控。我们利用相干布居俘获和光驱动电子自旋共振确认了在1.7 K下对量子比特的相干访问,并获得了速率为Ω/2π\Omega/2\pi=3.6(1) MHz的自旋Rabi振荡。全光Ramsey干涉测量揭示出自旋退相干时间T2T_2^*=1.3(3)μ\mus,而双脉冲动力学退耦已将自旋相干时间延长至T2T_2=0.33(14) ms。结合变换极限光子并集成到光子纳米结构中,我们的结果使SnV成为量子网络中具竞争力的自旋-光子构建模块。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.00723,
  title  = {Quantum control of the tin-vacancy spin qubit in diamond},
  author = {Romain Debroux and Cathryn P. Michaels and Carola M. Purser and Noel Wan and Matthew E. Trusheim and Jesús Arjona Martínez and Ryan A. Parker and Alexander M. Stramma and Kevin C. Chen and Lorenzo de Santis and Evgeny M. Alexeev and Andrea C. Ferrari and Dirk Englund and Dorian A. Gangloff and Mete Atatüre},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.00723},
  year   = {2021}
}