金刚石中电荷稳定锡空位自旋的相干性

约翰内斯·格尔利茨、丹尼斯·赫尔曼、菲利普·福克斯、岩崎隆之、谷口隆、德特勒夫·罗加拉、大卫·哈德曼、皮埃尔·奥利维尔·科拉德、马修·马卡姆、波多野睦子和克里斯托夫·贝彻

抽象的

量子µm信息处理（QIP）高度依赖于量子比特所需电荷态的高效初始化。金刚石中的负电荷锡空位（SnV⁻）中心因其在液氦微米温度下具有较长的自旋相干时间和寿命受限的光学跃迁，已成为实现QIP协议的理想平台。然而，^共振µm下荧光的终止严重限制了其应用。本文揭示了潜在的电荷循环机制，该机制可能适用于所有IV族空位（G4V）中心，并利用该机制实现了单个SnV中心所需负电荷态的高效快速初始化，同时保持了长期稳定的光学共振。除了研究光学相干性外，我们还通过相干布居俘获技术对基态自旋的相干性进行了全光探测，并发现其自旋退相干时间为5(1) μs 。此外，我们展示了无需与缺陷对称轴对齐的磁场即可实现原理验证的单次自旋态读出。