Forskere indser ukonventionel sammenhængende kontrol af solid-state spin qubits

Et forskerhold ledet af prof. Guo Guangcan fra University of Science and Technology of China (USTC) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS), sammen med prof. Adam Gali fra Wigner Research Center for Physics, realiseret robust sammenhængende kontrol af solid-state spin qubits ved hjælp af anti-Strokes (AS) excitation, at udvide grænsen for kvanteinformationsbehandling og kvantefølelse. Denne undersøgelse blev offentliggjort i Naturkommunikation .

Solid-state farve center spin qubits spiller en vigtig rolle i kvanteberegning, kvantenetværk og højfølsom kvantefølelse. Betragtes som grundlaget for kvanteteknologisk anvendelse, optisk detekteret magnetisk resonans (ODMR) teknologi tilbyder en udlæsningsmetode til at detektere spin -tilstanden. Konventionel ODMR-detektion af spin-state i fast tilstand er næsten alle under Strokes-excitation, hvilket kræver, at excitationslaseren har højere energi end udsendte fotoner.

For at udvide omfanget af solid-state kvante-teknologier, forskerne indså først AS -begejstret ODMR -detektion af silicium -tomrumsdefekt -spin i siliciumcarbid (SiC), hvor energien i spændende laser er lavere end emissionen af ​​fotoner.

Ved at undersøge afhængigheden af ​​lasereffekt og temperatur på AS -ophidsede ODMR -signaler, forskerne beviste, at AS-fotoluminescensen (PL) blev induceret af fononassisteret enkelt fotonabsorberingsproces, og kunne anvendes til al-optisk temperaturregistrering ved høj temperatur.

På baggrund af dette, de fandt ud af, at AS og Strokes begejstret ODMR fulgte lignende adfærd over for ændringen af ​​laserkraft, mikrobølge (MW) effekt og temperatur, mens AS ODMR -kontrasten forblev cirka tre gange større end Strokes -en.

Desuden, forskerne indså den sammenhængende manipulation af spin-state i fast tilstand i SiC under AS-excitation. Resultaterne viste, at AS -excitationsmetoden øgede signalkontrasten med omkring tre gange, muliggøre de potentielle anvendelser af AS -begejstret ODMR -tilgang til kvanteinformationsbehandling og kvanteføling.

Denne undersøgelse forbedrer enhver ODMR-baseret måling. Denne AS -demonstration kan bruges i endnu uforudsete udvikling.