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Individual solid-state nuclear spin qubits with coherence exceeding seconds
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DOI：10.1038/s41567-025-03049-7.png)
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摘要
En 中文
能够连贯地控制与读取量子比特是任何量子处理器的关键要求。固态系统中的单个核自旋已被用作长寿命量子比特，其控制与读取通过可被电学或光学寻址的单个电子自旋辅助量子比特实现。本文介绍了一种量子信息处理平台，该平台由位于CaWO4晶体中Er3+杂质附近的183W核自旋量子比特与超导谐振器耦合构成。我们研究了两个核自旋量子比特，其$$T_{2}^{*}$$分别为0.8(2) s和1.2(3) s，T2分别为3.4(4) s和4.4(6) s。核自旋状态会影响Er3+电子辅助自旋量子比特重复激发后发射的光子数量，从而可通过单个微波光子探测器实现量子非破坏性读取。通过在耦合的电子-核自旋系统上施加受激拉曼驱动，我们在几毫秒的时间尺度上实现了全微波单量子比特和双量子比特门操作，并制备了一个受保护免退相干的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）纠缠态。我们的结果将这一平台定位为利用核自旋进行量子处理的潜在途径。固态系统中的核自旋可具有极长的相干时间，这使它们作为量子比特极具吸引力。目前，一种具有全微波双量子比特控制功能的核自旋量子比特器件已开发出来，并具有重要的性能优势。
Keyword:
nuclear spin qubits
coherence time
quantum information processing
superconducting resonator
microwave control
期刊
IF:
18.4
论文数:
6.8K
被引数:
5.7W
机构
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