金刚石氮-空位色心单电子自旋的电场驱动相干控制

吴建冬; 程智; 叶翔宇; 李兆凯; 王鹏飞; 田长麟; 陈宏伟

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金刚石氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)色心量子体系因在室温条件下具有可实现单自旋寻址与操控、长量子相干时间等独特优势,在固态量子计算、量子精密测量等领域展现了巨大的应用潜力,其中单自旋的精确操控技术对于NV色心应用的发展尤为关键.NV色心量子体系中常用的自旋操控方法都是通过共振的交变磁场来驱动和操控NV色心电子自旋.本文开展了利用交变电场对NV色心电子自旋进行调控的技术研究.通过电极所产生的交变电场成功驱动了NV色心自旋在|m_(s)=−1>与|m_(s)=+1>两个Δm_(s)=±2的磁禁戒能级间的跃迁,并观测到受控自旋在相关能级的布居度周期性变化而展现出的Rabi振荡现象.进一步的研究表明,电场驱动Rabi振荡的频率受驱动电场功率的调控,与驱动电场的共振频率无直接关系.将自旋电控制技术与磁控制技术方法相结合,能够实现对NV色心3个自旋能级间直接跃迁的全操控.自旋电控制技术的发展将进一步推动NV色心量子体系在量子模拟、量子计算、电磁场的精密测量等领域研究和应用的发展.

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来源
《物理学报》 |2022年第11期|326-332|共7页
作者
吴建冬; 程智; 叶翔宇; 李兆凯; 王鹏飞; 田长麟; 陈宏伟;
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作者单位

安徽大学物质科学与信息技术研究院;

中国科学院合肥物质科学研究院;

中国科学技术大学物理学院;

中国科学技术大学附属第一医院;

中国科学技术大学生命科学与医学部;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类理论物理学;
关键词
量子相干控制; 氮-空位色心; 金刚石; 电场;

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