碳化硅中色心对核自旋的无射频驱动
无需射频场即可实现核自旋调控的色心系统为简化、可扩展量子器件提供了重要途径。这种技术在已应用于生物学、材料科学和地球物理学的量子传感与计算平台中尤为宝贵。核心挑战在于邻近核自旋的相干操控——这些核自旋虽可作为量子存储器与辅助量子比特,但传统方法需要额外高功率射频场,增加了实验复杂度与系统功耗。因此,寻找仅需单个微波源即可同步调控电子-核自旋的系统具有重要意义。该研究团队通过碳化硅中的改性双空位色心证明:在精确倾斜外磁场激活的超精细增强效应作用下,驱动电子自旋的微波脉冲可同步操控耦合核自旋,完全无需射频场。实验实现了高保真核自旋调控,获得89%的双量子比特层析保真度及接近T1极限的核自旋相干时间。该工作为未来量子应用提供了一条简化且可扩展的技术路径。

