量子科技中心_量科网

量子光子学的一个核心主题是调控原子/自旋与其电磁环境之间的相互作用。大量研究聚焦于通过塑造电磁环境来工程化自发辐射，即著名的Purcell效应。然而，利用光子环境控制纯退相干——一种原子/自旋与电磁环境非幺正耦合的互补范式——在很大程度上仍未被探索。在此，该团队提出一种纳米光子学方法，用以修正量子比特的纯退相干动力学。与在量子比特共振频率（通常为光学/近红外波段）塑造光子环境的Purcell工程不同，该团队开发了超亚波长自旋噪声超表面，以实现对与原子/自旋远非共振的低频（例如约MHz）光子环境的高效宽带控制，从而进行退相干工程。该团队利用光刻定义的CoFeB超表面和金刚石中的浅层氮-空位（NV）中心，实验验证了该方法。该团队并未观察到自发辐射的改变，而是在不同自旋噪声超表面附近观测到了NV纯退相干动力学的变化。通过使用动力学解耦光谱分解技术测量NV系综的退相干噪声谱，该团队进一步将超表面控制的退相干与其他退相干机制（如自旋库）区分开来。该团队的研究结果为利用纳米光子结构工程化量子光-物质相互作用开辟了新前沿。