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金刚石波导中具有硅空位中心的声子网络

发布:guangxuequan    |    2018-06-12 15:07    阅读:680
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近日,Lemonde等人提出了新的具有硅空位中心量子网络模型。研究人员提出并分析了一种新的固态量子网络的实现,其中分离的硅空位中心通过准一维金刚石波导的声子模耦合。在我们的方法中,在长寿命的电子自旋态中编码的量子态可以被转换成传播的声子波包,并被遥远的缺陷中心有效地重新吸收。我们的分析表明,在现实条件下,这种方法能够在芯片级自旋量子比特网络实现高保真,可扩展的量子通信协议。除了量子信息处理之外,这种设置构成了一种新的波导QED平台,其中固态缺陷和单个传播声子之间的强耦合效应可以在量子水平上探索。

与固体中的缺陷相关的电子和核自旋为实现实际量子技术提供了一个有前景的平台。一个突出的例子是金刚石中的氮空位(NV)中心,用于状态检测、相干操作和局部纠缠操作的技术已经被证明并用于各种纳米尺度传感应用。尽管在自旋量子比特的局部控制方面取得了进展,但是将许多自旋集成到更大的网络中仍然是具有挑战性的。为了实现这一目标,最近已经讨论了几种通过机械自由度来连接自旋的方案,并且首次演示了磁振动或应变诱导的机械振动耦合,对NV中心HAV的长寿命自旋态和电子激发态两者的耦合已经实施了。然而,自旋与振动模的弱本征耦合和光学激发态的短相干使这些方法扩展到具有挑战性的量子体系中。

图1 实验装置示意图。

原文链接: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.213603

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