Control coherente a temperatura ambiente de los qubits de defecto de espín en carburo de silicio

Área de la Ciencia:

• La computación cuántica y la espintrónica.
• Física del estado sólido física del estado sólido.
• Ciencia de los materiales ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Los giros electrónicos en los semiconductores son clave para el control cuántico.
• Los centros de vacío de nitrógeno en el diamante se establecen en los qubits de estado sólido.
• Explorar defectos de semiconductores alternativos para mejorar la funcionalidad es crucial.

Objetivo del estudio:

• Investigar y demostrar defectos de espín cuántico controlables en el carburo de silicio (SiC).
• Para identificar nuevos candidatos a qubits más allá de los centros vacantes de nitrógeno de diamantes.
• Evaluar el potencial de los defectos de SiC para las tecnologías de información cuántica.

Principales métodos:

• Técnicas ópticas y de microondas para abordar y controlar los estados de espín.
• Experimentos de control coherentes en el dominio temporal.
• Caracterización de las propiedades de espín de defecto en 4H-SiC de 20 a 300 K.

Principales resultados:

• Se ha demostrado la capacidad de dirección óptica y el control coherente de múltiples estados de defecto de espín en 4H-SiC.
• Identificó cuatro estados de espín de divacancia de carbono-silicio neutro no equivalentes y dos estados de espín no identificados.
• Se observaron propiedades de coherencia de espín comparables a los centros de vacío de nitrógeno de diamante.

Conclusiones:

• Los estados de defecto de espín en 4H-SiC son candidatos prometedores para aplicaciones de información cuántica.
• Estos defectos son ópticamente activos cerca de las longitudes de onda de las telecomunicaciones.
• La fabricación a escala industrial de SiC hace que estos defectos sean muy adecuados para tecnologías cuánticas integradas.