金刚石中的硅空位自旋量子比特：一种超过10 ms且具有单次态读出的量子存储器
量子物理
2017-12-05 v2
摘要
金刚石中带负电的硅空位(SiV)色心近年来已成为量子光子学的一个有前景的系统。其对称性保护的光学跃迁使得构建不可区分的发射体阵列以及与纳米光子器件的确定性耦合成为可能。尽管如此，迄今为止其电子自旋的最长相干时间( ns)一直受限于与声学声子的耦合。我们展示了通过在低于500 mK的温度下操作，对SiV电子自旋相干性的声子诱导退相干实现相干控制与抑制，达五个数量级。通过将磁场沿SiV对称轴对齐，我们展示了自旋守恒的光学跃迁以及对SiV自旋的单次态读出，保真度为89%。利用微波场对SiV自旋的相干控制，展示了在100 mK下自旋相干时间为13 ms以及自旋弛豫时间超过1 s。这些结果确立了SiV作为实现可扩展量子网络的一个有前景的固态候选者。
引用
@article{arxiv.1708.08852,
title = {Silicon-Vacancy Spin Qubit in Diamond: A Quantum Memory Exceeding 10 ms with Single-Shot State Readout},
author = {Denis D. Sukachev and Alp Sipahigil and Christian T. Nguyen and Mihir K. Bhaskar and Ruffin E. Evans and Fedor Jelezko and Mikhail D. Lukin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.08852},
year = {2017}
}
备注
5 pages, 4 figures. Supplemental Material is available as an ancillary file