通过硼空位中心操控核自旋的同步操作

我们发展了一种用于操控包围负硼空位（VB-center）点缺陷的核自旋纠缠操作的方法。为此，我们提出将VB-center的电子自旋作为控制量子位。我们证明，在背景磁场存在并施加控制脉冲的情况下，能够对核自旋进行$\hat{U}_z$和$\hat{U}_x$旋转。这些旋转可用于实现同步的三量子位$X、Z门以及Hadamard门。通过考虑实际系统参数和退相干效应的数值分析，我们证明这些门可实现高保真度。进一步，作为工具箱的应用示例，我们利用这些集体门在三个核自旋之间准备高度纠缠的GHZ态，保真度达到$0.99$。在包含电子退相干效应后，我们发现门保真度相对于噪声项的相对偏差极小，证明了我们方案的噪声鲁棒性。我们的工作可为未来在hBN中利用核自旋的量子技术应用奠定基础。