Coherencia de un espín de estaño-vacante con carga estabilizada en el diamante

Johannes Görlitz, Dennis Herrmann, Philipp Fuchs, Takayuki Iwasaki, Takashi Taniguchi, Detlef Rogalla, David Hardeman, Pierre-Olivier Colard, Matthew Markham, Mutsuko Hatano y Christoph Becher

Abstracto

cuántica µm (QIP) con cúbits de espín de estado sólido depende en gran medida de la inicialización eficiente del estado de carga deseado del cúbit. Si bien el centro de estaño-vacante (SnV ⁻ ) con carga negativa en el diamante se ha convertido en una excelente plataforma para implementar protocolos QIP debido a sus largos tiempos de coherencia de espín a la temperatura de heli µm y a las transiciones ópticas de vida útil limitada, su utilidad se ve gravemente limitada por la terminación de la fluorescencia bajo excitación resonante. En este trabajo, revelamos el ciclo de carga subyacente, potencialmente aplicable a todos los centros de vacantes del grupo IV (G4V), y lo aprovechamos para demostrar una inicialización altamente eficiente y rápida del estado de carga negativa deseado de centros SnV individuales, preservando resonancias ópticas estables a largo plazo. Además de investigar la coherencia óptica, analizamos ópticamente la coherencia de los espines del estado fundamental mediante captura de población coherente y encontramos un tiempo de desfase de espín de 5(1) μs . Además, demostramos una prueba de principio de la lectura del estado de espín con un solo disparo sin la necesidad de un campo magnético alineado con el eje de simetría del defecto.