由铁磁体介导的超导磁通量子比特的单氮空位中心量子存储器
量子物理
2018-05-08 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们提出了一种量子存储器方案，通过铁磁体钇铁石榴石(YIG)，将超导磁通量子比特(FQ)的量子态转移并存储到金刚石中单个氮空位(NV)中心的电子自旋中。与 NV 系综不同，YIG 介导体可以增强有效的 FQ-NV 中心耦合强度，而不会引入额外的显著退相干。我们通过对 YIG 自旋集体模式的自由度求迹，推导了 FQ 与 NV 中心之间的有效相互作用。我们在考虑自发衰变和纯退相化效应的情况下，演示了量子态的转移、存储和检索过程。使用 FQ、NV 中心和 YIG 的实际实验参数，我们发现可以实现高于 0.9 的转移、存储和检索总保真度，且存储时间长达 10 ms。这种混合系统不仅是一种极具前景的量子存储器，还提供了一个通过集体自由度增强不同系统间耦合的范例。
引用
@article{arxiv.1804.11231,
title = {Single-Nitrogen-vacancy-center quantum memory for a superconducting flux qubit mediated by a ferromagnet},
author = {Yen-Yu Lai and Guin-Dar Lin and Jason Twamley and Hsi-Sheng Goan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.11231},
year = {2018}
}
备注
11 pages, 4 figures (to appear in Phys. Rev. A)