零场下氢相关电子-核自旋寄存器的鉴别与控制
量子物理
2026-04-10 v3
摘要
金刚石中的自旋缺陷作为量子技术的强大构件，特别适用于量子传感和量子网络应用。由光学活性自旋（如氮空位中心）环境中形成的电子-核缺陷，为多量子寄存器提供了资源。然而，许多此类缺陷尚未被表征，限制了其控制和集成在量子器件中。本文我们应用两种混合电子-核自旋控制方案来对未知自旋缺陷进行自洽表征。我们在零场进行双电子-电子共振 (ZF-DEER) 以提取超声子分量，并引入核-电子-电子三重共振 (NEETR) 协议通过更强的电子自旋相互作用来控制和识别核自旋。这些结果为使用 ab initio 计算解析缺陷结构提供了指南，导致鉴别出一种新的氢相关缺陷结构以及与先前识别的氮相关缺陷的精确匹配。我们进一步应用我们的 NEETR 协议演示了氢核自旋量子位的初始化、单位控制和长相干性 ()。这些表征和控制工具建立了一种框架，可发挥之前未知的电子-核缺陷用于量子寄存器应用。
引用
@article{arxiv.2510.19598,
title = {Zero-field identification and control of hydrogen-related electron-nuclear spin registers in diamond},
author = {Alexander Ungar and Hao Tang and Andrew Stasiuk and Bo Xing and Boning Li and Ju Li and Alexandre Cooper and Paola Cappellaro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.19598},
year = {2026}
}