Fabrication and control of nuclear-and electron spin quantum bits

核和电子自旋量子比特的制造和控制

基本信息

  • 批准号:
    14076215
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.52万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have performed fundamental research on quantum manipulation of 29Si nuclear spins that are artificially placed in a well-defined manner in isotopically controlled silicon single crystals. Here spin manipulation refers to as initialization (polarization enhancement) and extension of phase coherence time by appropriate irradiation of pulsed radio frequency sequences.As a first step, we have successfully understood physics of silicon surfaces for appropriate placing of specific silicon isotopes in a very well-defined manner and succeeded in realization of atomic arrays that were suitable for silicon nuclear spin quantum computation. We have also proposed new methods to initialize 29Si nuclear spins using either light or electron spin resonance, and confirmed their effectiveness experimentally by increasing the nuclear spin polarization by the three orders of magnitude. In parallel, we have succeeded in extension of the phase coherence time up to 25 seconds at room temperature. For the readout, we have proposed new methods based on light or electron spin resonance and experimentally demonstrated successful readout of the nuclear spin states in silicon.
我们对29Si核自旋的量子操纵进行了基础研究,这些自旋是在同位素控制的硅单晶中被人为地以明确的方式放置的。这里的自旋操纵是指通过适当的脉冲射频序列照射来初始化(偏振增强)和延长相相干时间。作为第一步,我们已经成功地理解了硅表面的物理特性,以一种非常明确的方式适当地放置特定的硅同位素,并成功地实现了适合硅核自旋量子计算的原子阵列。我们还提出了利用光或电子自旋共振初始化29Si核自旋的新方法,并通过将核自旋极化提高三个数量级的实验证实了它们的有效性。同时,我们成功地将室温下的相位相干时间延长到25秒。对于读出,我们提出了基于光或电子自旋共振的新方法,并实验证明了硅中核自旋态的成功读出。

项目成果

期刊论文数量(164)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Mechanism of superconductivity in the polyhedral-network compound Ba8Si46
  • DOI:
    10.1038/nmat981
  • 发表时间:
    2003-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    41.2
  • 作者:
    K. Tanigaki;K. Tanigaki;T. Shimizu;K. Itoh;K. Itoh;J. Teraoka;Y. Moritomo;Y. Moritomo;S. Yamanaka
  • 通讯作者:
    K. Tanigaki;K. Tanigaki;T. Shimizu;K. Itoh;K. Itoh;J. Teraoka;Y. Moritomo;Y. Moritomo;S. Yamanaka
Host Isotope Effect on the Local Vibration Modes of VH_2 and VOH_2 Defcets in Isotopically Enriched ^<28>Si,^<29>Si and ^<30>Si Single Crystals
主体同位素对同位素富集^<28>Si、^<29>Si和^<30>Si单晶中VH_2和VOH_2缺陷局域振动模式的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Ohya;K.M.Itho;R.N.Pereira;B.B.Nielsen
  • 通讯作者:
    B.B.Nielsen
Photoluminescence Studies of Implantation Damage Centers in 30Si
30Si 注入损伤中心的光致发光研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S.Hayama;G.Davies;K.M.Itoh
  • 通讯作者:
    K.M.Itoh
Local Vibrational Modes of Bond-centerd H in ^<28>Si, ^<29>Si, and ^<30>Si crystals
^<28>Si、^<29>Si和^<30>Si晶体中键心H的局域振动模式
  • DOI:
  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    R.N.Pereira;T.Ohya;K.M.Itoh;B.Bech Nielsen
  • 通讯作者:
    B.Bech Nielsen
A.S.Verhulst, D.Maryenko, Y.Yamamoto, K.M.Itoh: "Double and Single Peaks in Nuclear Magnetic Resonance Spectra of Natural and 29Si Enriched Single Crystal Silicon"Phys.Rev.B. 68. 054105(1)-054105(6) (2003)
A.S.Verhulst、D.Maryenko、Y.Yamamoto、K.M.Itoh:“天然和 29Si 富集单晶硅核磁共振光谱中的双峰和单峰”Phys.Rev.B。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 27.52万
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