Medición paralela de un solo disparo y control coherente de los giros en estado sólido por debajo del límite de...

Área de la Ciencia:

• Ciencia y tecnología cuántica
• Sistemas Cuánticos de Estado Sólido
• Procesamiento de información cuántica

Sus antecedentes:

• Los defectos de espín en estado sólido son cruciales para el avance de la ciencia y la tecnología cuántica.
• Los sistemas cuánticos escalables requieren un control de alta fidelidad de múltiples defectos en separaciones a nanoescala para operaciones y entrelazamientos de varios qubits.
• Las fuertes interacciones espín-espín son esenciales para las operaciones de lógica cuántica.

Objetivo del estudio:

• Demostrar un método para el control de alta fidelidad y la medición de múltiples defectos de giro en estado sólido.
• Para permitir fuertes interacciones de espín-espín para aplicaciones de procesamiento de información cuántica.
• Avanzar en el desarrollo de sistemas cuánticos escalables utilizando iones de tierras raras.

Principales métodos:

• Se ha demostrado una técnica de multiplexación de dominio de frecuencia óptica para controlar los iones de tierras raras (Er3+).
• Utilizó una sola cavidad de cristal fotónico de silicio con volumen de longitud de onda inferior.
• Empleado un cambio óptico AC Stark para el control de sublongitud de onda sobre rotaciones de espín coherentes.

Principales resultados:

• Logrado inicialización de alta fidelidad y medición de espín de un solo disparo de seis iones Er3+.
• Control demostrado de la longitud de onda inferior sobre las rotaciones de espín coherentes.
• Mostró la escalabilidad del enfoque para un gran número de iones con pequeñas separaciones.

Conclusiones:

• La técnica de multiplexación óptica desarrollada es un paso significativo hacia la realización de conjuntos de defectos atómicos que interactúan fuertemente.
• Este enfoque facilita el procesamiento de información cuántica y los estudios fundamentales de la dinámica de muchos cuerpos.
• El método ofrece una vía escalable para crear sistemas cuánticos a mayor escala con defectos de estado sólido.