Coherent superpositions of three states for phosphorous donors in silicon prepared using THz radiation.
Coherent superpositions of three states for phosphorous donors in silicon prepared using THz radiation.
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DOI：
10.1038/ncomms16038
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发表时间：
2017-07-24
影响因子：
16.6
通讯作者：
Murdin BN
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chick S;Stavrias N;Saeedi K;Redlich B;Greenland PT;Matmon G;Naftaly M;Pidgeon CR;Aeppli G;Murdin BN
轨道本征态的叠加对于利用原子的量子技术（例如原子钟和量子计算机）至关重要，而对原子与其邻居之间的相互作用的控制是门控和读出的重要组成部分。最简单的相干波函数控制使用两个本征态混合，但是可以通过增加波包中的状态数量来获得对波函数空间分布的更多控制。在这里，我们演示了使用多轨道态混合物对 Si:P 轨道进行太赫兹激光脉冲控制，观察塞曼分裂产生的拍频模式。节拍是控制电子路径能力的可观察特征，这意味着我们现在可以控制原子与不同邻居相互作用的强度和持续时间。这可以简化需要原子之间空间控制相互作用的表面代码网络，我们提出了一种可以利用这一点的架构。原子及其邻居之间相互作用的控制对于量子信息处理很重要，并且已经使用两种状态进行了研究。在这里，作者利用太赫兹量子拍光谱技术，利用硅中施主的三态叠加，展示了一种更灵活的控制。
Superposition of orbital eigenstates is crucial to quantum technology utilizing atoms, such as atomic clocks and quantum computers, and control over the interaction between atoms and their neighbours is an essential ingredient for both gating and readout. The simplest coherent wavefunction control uses a two-eigenstate admixture, but more control over the spatial distribution of the wavefunction can be obtained by increasing the number of states in the wavepacket. Here we demonstrate THz laser pulse control of Si:P orbitals using multiple orbital state admixtures, observing beat patterns produced by Zeeman splitting. The beats are an observable signature of the ability to control the path of the electron, which implies we can now control the strength and duration of the interaction of the atom with different neighbours. This could simplify surface code networks which require spatially controlled interaction between atoms, and we propose an architecture that might take advantage of this. Control of the interaction between atoms and their neighbours is important to quantum information processing and has been studied using two states. Here the authors demonstrate a more flexible control using a three-state superposition of donors in silicon using THz quantum beat spectroscopy.
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影响因子：
--
作者：
KOHN, W;LUTTINGER, JM
通讯作者：
LUTTINGER, JM
影响因子：
16.6
作者：
Murdin, B. N.;Li, Juerong;Murdin, P. G.
通讯作者：
Murdin, P. G.
影响因子：
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作者：
Oberbeck, Lars;Reusch, Thilo C. G.;Simmons, Michelle Y.
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Simmons, Michelle Y.
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Carter, SG;Birkedal, V;Sherwin, MS
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作者：
Hill CD;Peretz E;Hile SJ;House MG;Fuechsle M;Rogge S;Simmons MY;Hollenberg LC
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Hollenberg LC