低场强条件下氮空位中心的快速任意三态量子门

带负电荷的NV色心基态形成自旋-1流形,为传感与信息处理提供了多功能平台。该研究团队提出了一种在低场区域实现快速任意qutrit门的方案,该方案采用恒定强度的单色微波脉冲,调谐至零场跃迁频率。通过将具有特定相位和持续时间的脉冲级联,NV-ERC方案从双量子子空间的SU(2)操作扩展至完整的三能级结构。研究表明,任意SU(3)操作可分解为双量子子空间中的旋转,以及与λ^5和λ^8生成元相关的有效实现。团队通过一个应用案例展示了该分解方法:执行完整三能级密度矩阵的量子态层析成像。

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提交arXiv: 2026-03-13 13:35

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