Optically addressable universal holonomic quantum gates on diamond spins

物理 氮空位中心 量子传感器 旋转 量子网络 量子纠缠 量子技术 自旋工程 量子计算机 自旋(空气动力学) 量子力学 电子 凝聚态物理 量子 自旋极化 开放量子系统 热力学
作者
Yuhei Sekiguchi,Karin Matsushita,Yoshiki Kawasaki,Hideo Kosaka
出处
期刊:Nature Photonics [Nature Portfolio]
卷期号:16 (9): 662-666 被引量:7
标识
DOI:10.1038/s41566-022-01038-3
摘要

The ability to individually control the numerous spins in a solid-state crystal is a promising technology for the development of large-scale quantum processors and memories. A localized laser field offers spatial selectivity for electron spin manipulation through spin–obit coupling, but it has been difficult to simultaneously achieve precise and universal manipulation. Here, we demonstrate microwave-driven holonomic quantum gates on an optically selected electron spin in a nitrogen-vacancy centre in diamond. The electron spin is precisely manipulated with global microwaves tuned to the frequency shift induced by the local optical Stark effect. We show the universality of the operations, including state initialization, preparation, readout and echo. We also generate optically addressable entanglement between the electron and adjacent nitrogen nuclear spin. High-fidelity operations are achieved by applying amplitude-alternating pulses, which are tolerant to fluctuations in microwave intensity and detuning. These techniques enable site-selective quantum teleportation transfer from a photon to a nuclear spin memory, paving the way for the realization of distributed quantum computers and the quantum Internet with large-scale quantum storage. Microwave-driven holonomic quantum gates on an optically selected electron spin in a nitrogen-vacancy centre in diamond are demonstrated. Optically addressable entanglement is generated between the electron and adjacent nitrogen nuclear spin.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
顺利的源智完成签到,获得积分10
1秒前
留猪完成签到,获得积分10
7秒前
xh完成签到 ,获得积分10
13秒前
星辉的斑斓完成签到 ,获得积分10
16秒前
zhuxf完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
幽默果汁完成签到 ,获得积分10
25秒前
机灵的以筠完成签到 ,获得积分10
26秒前
XX完成签到 ,获得积分10
28秒前
Walden5441发布了新的文献求助10
29秒前
ZHR完成签到 ,获得积分10
34秒前
妤鱼完成签到 ,获得积分10
36秒前
ElaineXU完成签到 ,获得积分10
37秒前
顺利的璎完成签到 ,获得积分10
40秒前
海猫食堂完成签到,获得积分10
40秒前
小迪完成签到 ,获得积分10
43秒前
able完成签到 ,获得积分10
44秒前
gglp完成签到 ,获得积分10
48秒前
鸢雨情笺完成签到,获得积分10
50秒前
求知完成签到,获得积分10
50秒前
ChakJ完成签到,获得积分10
53秒前
包容的忆灵完成签到 ,获得积分10
54秒前
爱因斯坦克完成签到 ,获得积分10
59秒前
冷傲菠萝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
刘师兄吧完成签到,获得积分10
1分钟前
闻巷雨完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hd完成签到,获得积分10
1分钟前
刘鑫慧完成签到 ,获得积分10
1分钟前
撼vv完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研通AI6.1应助tansl1989采纳,获得30
1分钟前
shiyi0709完成签到,获得积分10
1分钟前
轻语完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ccc1429536273完成签到,获得积分10
1分钟前
清欢完成签到,获得积分10
1分钟前
晨鸟发布了新的文献求助10
1分钟前
隐形曼青应助咿呀咿呀采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
Goomo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
香山叶正红完成签到 ,获得积分10
1分钟前
语嘘嘘完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 5000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Anionic polymerization of acenaphthylene: identification of impurity species formed as by-products 1000
The Psychological Quest for Meaning 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6325951
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8142021
关于积分的说明 17071784
捐赠科研通 5378470
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2854190
邀请新用户注册赠送积分活动 1831847
关于科研通互助平台的介绍 1683076