科学家实现新型固态自旋量子相干操控

　　中国科学技术大学郭光灿院士团队在碳化硅色心自旋操控研究中取得重要进展。该团队李传锋、许金时、王俊峰等人与匈牙利魏格纳物理研究中心Adam Gali教授合作，在国际上首次实现反斯托克斯激发的固态自旋体系的相干操控，该技术在量子信息处理及量子精密测量中具有重要用途。该成果日前发表于《自然—通讯》。

　　固态自旋色心是实现量子计算、量子网络和量子精密测量的重要物理体系。光探测磁共振技术是读取色心自旋信号的方法，也是实现各种量子技术的基础。传统的光探测磁共振技术基于斯托克斯激发，即激发光的能量大于色心辐射光子的能量。郭光灿院士团队首次在碳化硅的硅空位色心中实现了反斯托克斯激发下的光探测磁共振探测，即激发光的能量小于色心辐射光子的能量。

　　该团队通过研究反斯托克斯激发硅空位色心的荧光与激光功率以及样品温度的关系，证明反斯托克斯荧光来自于声子辅助的单光子吸收过程，可用于全光的温度传感。在此基础上，他们通过对比反斯托克斯和斯托克斯激发下光探测磁共振谱和激光功率，微波功率以及样品温度的关系，发现两种激发手段具有相似的变化规律，但反斯托克斯激发的光探测磁共振谱的对比度大约是斯托克斯激发的3倍，并进一步实现了反斯托克斯激发下的硅空位色心自旋的相干操控。

　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-021-23471-8