光的高階量子自旋?近日，德俄科學家合作研發一種自旋量子位的聲學操控方法，展示了表面聲波的應變場與碳化矽中矽空位的激發态自旋之間的相互作用新方法有望改善電子自旋的量子控制，并為微型量子設備高效處理量子信息提供新的可能性，今天小編就來說說關于光的高階量子自旋?下面更多詳細答案一起來看看吧!

光的高階量子自旋

近日，德俄科學家合作研發一種自旋量子位的聲學操控方法，展示了表面聲波的應變場與碳化矽中矽空位的激發态自旋之間的相互作用。新方法有望改善電子自旋的量子控制，并為微型量子設備高效處理量子信息提供新的可能性。

色心是晶體中的晶格缺陷，可以捕獲一個或多個額外電子。被捕獲的電子通常會吸收可見光譜中的光，因此，透明材料（例如金剛石）會通過這些中心着色。色心通常與某些磁性有關，這使它們在量子技術應用中很有前途，例如量子存儲器或量子傳感器。科學上的挑戰在于開發有效的方法來控制電子的磁量子特性，或者說控制它們的自旋狀态。近年來，碳化矽色心自旋操控成為新興的研究方向。

最近，德國保羅德魯德固态電子研究所、亥姆赫茲德累斯頓羅森多夫研究中心和俄羅斯科學院艾菲物理技術研究所的聯合研究團隊在《科學進展》雜志上發表論文，展示了表面聲波的應變場與碳化矽中矽空位的激發态自旋之間的巨大相互作用。這種基态和激發态自旋的相幹聲學操縱為高效的量子信息協議和相幹傳感提供了新的機會。

艾菲物理技術研究所的亞曆山大·波沙金斯基博士介紹說：“人們可以把這種控制看作是用普通的電子調音器給吉他調音。隻是我們的實驗複雜一點：磁場将電子自旋的共振頻率調整為聲波的頻率，而激光則激發色心在基态和激發态之間躍遷。”

保羅德魯德研究所的阿爾貝托·埃爾南德斯-明格斯博士解釋說：“陀螺運動時，旋進是旋轉軸方向的變化。我們可以将電子自旋視為一個微型陀螺儀，這樣進動軸受到聲波的影響，并且每次色心在基态和激發态之間躍遷時都會改變其方向。由于色心處于激發态的時間長度是随機的，因此在基态和激發态的進動軸取向的巨大差異意味着電子自旋的取向以及存儲在其中的量子信息以不受控制的方式變化。”這種變化使得電子自旋中存儲的量子信息在多次躍遷後會丢失。

為了防止這種情況出現，聯合研究團隊開發出了一種新方法：通過适當調整色心的共振頻率，使得自旋的進動軸在基态和激發态共線。即自旋沿明确定義的方向保持其進動方向，即使它們在基态和激發态之間來回跳躍。在這種特殊條件下，存儲在電子自旋中的量子信息與激光引起的基态和激發态之間的跳躍解耦。這種聲學操縱技術為在尺寸類似于微芯片的量子設備中處理量子信息提供了新的可能性。它還可能對生産成本産生巨大影響，進而推動面向大衆的量子技術的可用性。

（記者李山）

來源： 科技日報

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