金刚石固态自旋的多噪声鲁棒性非绝热几何量子控制

可靠且鲁棒的控制技术是实现金刚石氮空位(NV色心)量子信息处理的核心。然而控制脉冲不可避免地引入多种误差,导致退相干并阻碍可扩展应用。该研究团队通过实验报道了一种实验友好型多重噪声抗扰非绝热几何量子门(MNR-NGQG),其在鲁棒性和相干性方面均显著优于传统动力学门。值得注意的是,即使失谐波动范围达到最大拉比频率量级,该单量子位门的性能仍保持几乎不变。此外,电子自旋的相干时间被显著延长至690±30微秒,达到普通动力学方案的3.5倍。通过量子过程层析技术表征,单量子位门保真度达0.9992(1)。该工作凭借其实验友好型设计和宽松的硬件要求,为NV色心系统实现高保真量子控制提供了坚实范式,为量子信息科学的实际应用铺平了道路。

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