室温下金刚石晶体内N-V center单电子自旋量子比特研究

项目名称： 室温下金刚石晶体内N-V center单电子自旋量子比特研究

项目编号： No.10974251

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 潘新宇

作者单位： 中国科学院物理研究所

项目金额： 40万元

中文摘要： 在量子信息处理和计算领域，固态量子系统是解决量子比特系统的可拓展性问题的最佳途径，近年来研究表明金刚石晶体内的N-V center具有多项优越的制备固态量子比特的特性，如室温下长达毫秒的退相干时间，无外场下基态由自旋劈裂的三重态组成，施加微波场可以调控不同自旋能级的电子布居数，N-V center电子和周边的杂质如核自旋之间有丰富的相互作用，具备实现量子逻辑门操作条件。目前该方向研究核心问题是如何实现N-V center的单电子自旋的量子调控，即实现一个电子自旋态的初始化、继而进行调控和最终读出，我们拟建立激光扫描共聚焦荧光显微系统，用激光激发单个N-V center的电子，测量其荧光发射来得到电子自旋态信息，用可调频的微波场调控电子自旋，全面实现单电子自旋的量子调控，从而达到制备一个室温条件下可以初始化、调控和读出的量子比特的目的，为实现高保真度的量子计算和信息处理建立基础。

中文关键词： 金刚石；单电子自旋；量子克隆；量子比特；量子计算

英文摘要：

英文关键词： diamond；single electron spin；quantum cloning；qubit；quantum computing