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

cuánticaµm 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 vacancia de estaño con carga negativa (SnV⁻) en diamante ha surgido como una excelente plataforma para realizar protocolos QIP debido a los largos tiempos de coherencia de espín a laµm y las transiciones ópticas con tiempo de vida limitado, su utilidad se ve severamente limitada por la terminación de la fluorescencia bajo excitación resonante. Aquí, revelamos el ciclo de carga subyacente, potencialmente aplicable a todos los centros de vacancia 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 al mismo tiempo resonancias ópticas estables a largo plazo. Además de investigar la coherencia óptica, sondeamos ópticamente la coherencia de los espines del estado fundamental mediante el atrapamiento coherente de población y encontramos un tiempo de desfase de espín de 5(1) μs. Además, demostramos la viabilidad de la lectura del estado de espín en una sola toma, sin necesidad de un campo magnético alineado con el eje de simetría del defecto.