金刚石NV色心间基于电偶极耦合的快速受控非门（英文）

作者：史舜阳; 季文韬; 王亚^*; 杜江峰^*

来源：中国科学技术大学学报, 2021, 51(03): 185-192.

• 氮-空位色心
• 量子计算
• 受控非门
• 一维自旋链

提出了一种在金刚石中两个临近氮-空位色心(nitrogen-vacancy color center,简称NV色心)之间施加受控非门(C-NOT gate)的新方案.在该方案中,临近NV色心间的强电偶极耦合将导致态依赖的能级移动,从而施加可控的激光共振激发可以实现快速受控相位门(C-phase gate),结合单比特操作,可以快速实现C-NOT门.在两个相邻10 nm的NV色心之间,C-NOT门操作时间最快可达120 ns,比传统磁偶极方式快了2个量级.为了降低激发态自发辐射的影响,提出利用非共振腔抑制自发辐射.模拟结果显示C-phase门操控保真度可以达到98.88%.最后,将该方案扩展到一维NV色心自旋链.

• 单位
  中国科学院; 中国科学技术大学