中國(guó)科大郭光燦院士團(tuán)隊(duì)在碳化硅色心自旋操控研究中取得重要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)李傳鋒、許金時(shí)、王俊峰等人與匈牙利魏格納物理研究中心 Adam Gali 教授合作，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了反斯托克斯激發(fā)的固態(tài)自旋體系的相干操控，該技術(shù)在量子信息處理及量子精密測(cè)量中具有重要用途。
IT之家了解到，該成果 5 月 28 日發(fā)表在國(guó)際知名期刊《自然?通訊》上。
據(jù)介紹，固態(tài)自旋色心是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算、量子網(wǎng)絡(luò)和量子精密測(cè)量的重要物理體系。光探測(cè)磁共振(ODMR)技術(shù)是讀取色心自旋信號(hào)的方法，也是實(shí)現(xiàn)各種量子技術(shù)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的 ODMR 技術(shù)基于斯托克斯激發(fā)，即激發(fā)光的能量大于色心輻射光子的能量。研究團(tuán)隊(duì)首次在碳化硅的硅空位色心中實(shí)現(xiàn)了反斯托克斯激發(fā)下的 ODMR 探測(cè)，即激發(fā)光的能量小于色心輻射光子的能量。
通過(guò)研究反斯托克斯激發(fā)硅空位色心的熒光與激光功率以及樣品溫度的關(guān)系，研究團(tuán)隊(duì)證明反斯托克斯熒光來(lái)自于聲子輔助的單光子吸收過(guò)程，可用于全光的溫度傳感。在此基礎(chǔ)上，對(duì)比反斯托克斯和斯托克斯激發(fā)下 ODMR 譜和激光功率，微波功率以及樣品溫度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兩種激發(fā)手段具有相似的變化規(guī)律，但是反斯托克斯激發(fā)的 ODMR 譜的對(duì)比度大約是斯托克斯激發(fā)的 3 倍。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了反斯托克斯激發(fā)下的硅空位色心自旋的相干操控，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示其信號(hào)對(duì)比度大約是后者的 3 倍。該工作為反斯托克斯激發(fā)的 ODMR 技術(shù)應(yīng)用于量子信息處理和量子精密測(cè)量奠定了重要基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞： 自旋量子相干操控 中國(guó)科大 郭光燦院士 團(tuán)隊(duì)
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