Cohérence d'un spin de lacune d'étain stabilisé par charge dans le diamant

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

Abstrait

quantique à l'échelle micrométrique µm QIP) avec des qubits de spin à l'état solide dépend fortement de l'initialisation efficace de l'état de charge souhaité du qubit. Si le centre étain-lacune (SnV⁻) chargé négativement ^dans le diamant s'est révélé une excellente plateforme pour la réalisation de protocoles QIP grâce à ses longs temps de cohérence de spin à la température de l'hélium liquide µm et à ses transitions optiques à durée de vie limitée, son utilité est fortement restreinte par l'arrêt de la fluorescence sous excitation résonante. Nous révélons ici le cycle de charge sous-jacent, potentiellement applicable à tous les centres de type IV-lacune (G4V), et l'exploitons pour démontrer une initialisation très efficace et rapide de l'état de charge négatif souhaité de centres SnV uniques, tout en préservant des résonances optiques stables à long terme. Outre l'étude de la cohérence optique, nous sondons de manière entièrement optique la cohérence des spins de l'état fondamental par piégeage cohérent de population et obtenons un temps de déphasage de spin de 5(1) µs . De plus, nous démontrons la preuve de principe d'une lecture d'état de spin en une seule prise sans qu'il soit nécessaire d'avoir un champ magnétique aligné sur l'axe de symétrie du défaut.