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金刚石中氮空穴中心的双光子跃迁超绝热通道研究
作者:小柯机器人 发布时间:2024/3/31 18:09:24

近日,华中科技大学的王宁&Ralf Betzholz及其研究团队与意大利卡塔尼亚大学的Luigi Giannelli等人合作并取得一项新进展。经过不懈努力,他们对金刚石中氮空穴中心的双光子跃迁超绝热通道进行研究。相关研究成果已于2024年3月28日在国际知名学术期刊《物理评论A》上发表。

该研究团队实验证明了超绝热量子驱动在环境条件下,实现三能级固体自旋系统中的布居数传输。该研究在传统受激拉曼绝热通道(STIRAP)的基础上,引入超绝热修正技术,利用范式高斯形状和三角脉冲形状等多种脉冲形式,实现了对STIRAP哈密顿量的精确控制,从而确保运算速度达到量子极限。

这一方法无需高强度微波脉冲或长时间传输,同时对于脉冲缺陷展现出更高的鲁棒性。因此,这些成果为量子信息处理和量子系统相干操纵提供了实用的工具。

据悉,以接近量子极限的高保真度和快速运算速度,达到给定的目标量子态是量子信息科学的一个重要目标。

附:英文原文

Title: Two-photon-transition superadiabatic passage in a nitrogen-vacancy center in diamond

Author: Musang Gong, Min Yu, Yaoming Chu, Wei Chen, Qingyun Cao, Ning Wang, Jianming Cai, Ralf Betzholz, Luigi Giannelli

Issue&Volume: 2024/03/28

Abstract: Reaching a given target quantum state with high fidelity and fast operation speed close to the quantum limit represents an important goal in quantum information science. Here we experimentally demonstrate superadiabatic quantum driving to achieve population transfer in a three-level solid-state spin system at ambient conditions. Starting from traditional stimulated Raman adiabatic passage (STIRAP), our approach implements superadiabatic corrections to the STIRAP Hamiltonian with several pulse shapes, including the paradigmatic Gaussian shapes and trigonometric pulse shapes that guarantee an operation speed equal to the quantum limit. It requires no intense microwave pulses or long transfer times and shows an enhanced robustness against pulse imperfections. Thereby, these results might provide a useful tool for quantum information processing and the coherent manipulation of quantum systems.

DOI: 10.1103/PhysRevA.109.032626

Source: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.109.032626

期刊信息

Physical Review A:《物理评论A》,创刊于1970年。隶属于美国物理学会,最新IF:2.97
官方网址:https://journals.aps.org/pra/
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