自旋浴介导的金刚石中NV色心长寿命相干振荡

退相干是所有量子技术中最大的瓶颈。对于金刚石中的氮空位(NV)中心,相干性的丧失是由金刚石晶格中的电子和核自旋库引起的。在此,该团队证明,通常导致退相干的自旋库会使NV电子与宿主¹⁴N核的自旋态纠缠在一起。当施加的磁场方向垂直于NV轴时,在能级反交叉处发生的¹⁴N核、电子与自旋库之间的多体相互作用是造成这一效应的原因。通过电子自旋回波测量,该团队在NV系综中实验观察到了这一现象,其中回波包络以¹⁴N核自旋跃迁的频率被调制。利用数值模拟,该团队表明,自旋库与NV中心的耦合对于观察到这种调制至关重要。由于反交叉处存在零级塞曼效应,观察到的振荡具有较长的自旋回波相干时间,是平行磁场方向时的2至3倍。振荡频率高度稳定且对环境波动具有鲁棒性。这些发现为多体物理学和量子传感的基础研究提供了新的机会。
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提交arXiv: 2026-06-29 11:22

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