金刚石中NV中心的全光学单次读出方案
量子物理
2021-03-17 v2
摘要
在单次实验重复中对量子比特状态进行高保真投影读出，是各种量子传感与计算协议的前提条件。对于固态量子比特而言，实现单次读出具有挑战性。对于金刚石中的氮空位（NV）中心，已通过核记忆或低温下的共振激发实现。所有这些现有方法都有严格的实验要求，特别是需要高效率的光子收集，例如浸没式光学或全金刚石微光学。对于一些最相关的应用，例如低温环境下的浅层注入NV中心，这些工具并不可用。在此，我们展示了一种全光学自旋读出方案，即使光子收集很差（每秒提供少于10次点击）也能实现单次保真度。该方案基于低温下的自旋依赖共振激发与自旋到电荷转换相结合，将脆弱的电子自旋态映射到稳定的电荷态。我们证明该技术适用于浅层注入NV中心，而这正是传感和可扩展的基于NV的量子寄存器所需要的。
引用
@article{arxiv.2006.02938,
title = {Robust All-Optical Single-Shot Readout of NV Centers in Diamond},
author = {Dominik M. Irber and Francesco Poggiali and Fei Kong and Michael Kieschnick and Tobias Lühmann and Damian Kwiatkowski and Jan Meijer and Jiangfeng Du and Fazhan Shi and Friedemann Reinhard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.02938},
year = {2021}
}
备注
21 pages including supplementary information; overall improvements