低成本紧凑型FPGA平台实现自旋缺陷量子存储器的亚纳秒级控制

动力学解耦技术被广泛用于表征和控制固态量子缺陷的环境,从而实现固态量子存储器与纳米级量子传感器。然而,控制硬件的时间粒度往往限制了分辨率,可能导致对窄谱特征采样不足并扭曲提取参数。本研究通过采用波形偏移法扩展开源QICK(量子仪器控制套件)框架,在基于FPGA的低成本平台上实现了亚纳秒级时序控制。该方法无需修改底层硬件,即可在射频系统级芯片设备上实现200皮秒的有效时序分辨率。研究团队将该技术应用于金刚石中氮空位中心的动力学解耦谱分析,精确提取了单个碳13核自旋的超精细耦合参数,并解析了常规采样下无法充分捕获的谱特征。这些结果表明,基于自旋的量子存储器可通过灵活经济的控制硬件实现高分辨率器件级表征,为商用任意波形发生器提供了可扩展的替代方案。

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提交arXiv: 2026-04-13 17:17

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