研究目的
研究可单独寻址的固态缺陷中心的相干控制，以应用于量子技术并探索多体物理。
研究成果
该研究展示了在生产和控制可单独寻址的量子比特集合方面取得的进展，这些技术有望应用于量子科技领域。该方法能够实现单个氮空位中心的超分辨率定位与读出，同时保持邻近自旋态的稳定性，并探讨了此类量子簇的可扩展创建方案。
研究不足
该方法虽然允许对簇中的单个NV中心进行单独读出，但在可扩展性和可利用的缺陷中心种类方面可能存在局限性。
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[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 可单独寻址固态缺陷中心的多量子比特寄存器
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DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8873053
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
量子比特的中观系综为量子技术的近期应用及多体物理研究提供了平台。利用这些系统的关键在于能够以相干方式控制组成量子比特，同时不干扰相邻量子比特的量子态。类原子发射体在固体中已成为计算、通信和传感领域极具前景的平台，其超长相干时间、相干光学跃迁以及与附近长寿命核自旋耦合的能力，使其成为构建中等规模耦合量子比特寄存器的绝佳候选。本文展示了制备与控制这类可单独寻址系综的研究进展。我们的方法基于固态色心光学跃迁的自然非均匀分布特性，该特性使我们即使在紧密聚集的团簇中也能激发单个色心。基于此，我们首先实现了金刚石中单个氮空位（NV）中心超分辨定位与读出，对包含三个NV中心的系统进行探测时，定位平均精度达到0.74纳米。虽然其他技术已实现NV中心超分辨成像，但我们的方法独特之处在于能在保持邻近自旋态的同时，对团簇中的单个NV中心进行单独读出。我们还实现了NV团簇中两个自旋群体的同步操控，证明在光学读出其中一个群体时，另一个群体的相干性得以保持。最后，我们讨论了近期在可扩展构建此类团簇及利用各类缺陷中心制备耦合自旋系统方面的研究进展。
作者：
Eric Bersin，Michael Walsh，Sara Mouradian，Matthew Trusheim，Kevin Chen，Tim Schr?der，Dirk Englund
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