量子科技中心_量科网

将电子自旋共振（ESR）集成到扫描隧道显微镜（STM）中，实现了对固体表面原子和分子自旋的全电学操控，其精度可达原子尺度，能量分辨率超越热力学极限。进一步地，通过ESR-STM对单个自旋进行相干操控与检测，构建了一个强大的量子平台，可在表面同质量子比特上实现基础量子逻辑运算。本文综述了ESR-STM技术的最新进展，重点探讨其在原子尺度量子比特中的应用及向分子量子比特系统的拓展。该团队阐释了ESR-STM的基本原理，包括单自旋寻址能力、通过拉比振荡实现的相干控制，以及基于频率分辨检测的量子态读取技术。进一步展示了通过原子操纵与局域磁场工程实现的多量子比特控制架构，最终成功制备受控非门和托佛利门等多量子比特逻辑门。这些成果凸显了ESR-STM在原子尺度量子电路中的独特优势。事实上，ESR-STM可成为分子量子比特中执行和评估量子操作的理想工具。本文集所综述的研究成果确立了ESR-STM作为一种多功能工具，在固态环境下推动原子分子层面量子相干科学发展的核心地位。