将73Ge核自旋与硅中静电定义的量子点耦合

硅中的单核自旋因其长相干时间和优异控制保真度而成为量子技术的有前景资源。该团队已在施主核上编码了量子比特和量子比特,并成功演示了自旋-1/2 ³¹P上的贝尔态和量子存储器,以及自旋-7/2 ¹²³Sb核上的猫态量子比特。与栅极定义量子点耦合的等电子核自旋(如天然存在的²⁹Si同位素)不携带额外电荷,允许耦合电子在传输过程中保持核自旋相干性。在此,该研究团队展示了自旋-9/2 ⁷³Ge核自旋与硅MOS结构中栅极定义量子点的耦合与读取。通过同位素选择性离子注入技术植入⁷³Ge核,观测到与耦合量子点电子的超精细相互作用(HFI),并可通过横向栅电极电压将其从180 kHz调节至350 kHz。该工作为未来开展自旋-9/2量子比特控制实验及更高级实验(如远距离核自旋间纠缠分布或重复弱测量)奠定了基础。
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提交arXiv: 2025-10-05 00:12

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