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World File Search System电子自旋
用于初始化氮空位自旋寄存器的量子控制序列的优化
许多量子信息协议的实施需要对量子寄存器进行有效的初始化。在本文中，我们优化了一种粒子捕获协议，用于初始化与金刚石中单个氮空位 (NV) 中心相关的混合自旋寄存器。我们通过使用一系列微波、射频和光脉冲极化 NV 的电子和核自旋来初始化量子寄存器。我们使用速率方程模型来解释光脉冲作用下的粒子分布。将该模型与通过执行部分量子态层析成像获得的实验数据进行了比较。为了进一步增加自旋极化，我们提出了一种具有优化光脉冲的递归协议。我们还讨论了核和电子自旋泵送速率的相对值在实现最大自旋极化程度中的作用。
纳米线量子点的共振激发
纳米线中的 GaAs 量子点是可扩展量子光子学最有希望的候选者之一。它们具有出色的光学特性，可以频率调谐到原子跃迁，并为制造多量子比特设备提供了强大的平台，有望释放量子点的全部技术潜力。相干共振激发对于几乎任何实际应用都是必要的，因为它允许按需生成单个和纠缠光子、光子簇状态和电子自旋操纵。然而，这种激发方案下的纳米线结构的发射从未被证实过。在这里，我们首次展示了通过共振双光子激发和共振荧光从 AlGaAs 纳米线中外延生长的 GaAs 量子点实现双激子 - 激子级联发射。我们还报告说，共振激发方案与带隙以上激发相结合，可用于清洁和增强纳米线量子点的发射。
相干光谱 1 拉比振荡
在 PC IV 中，您已经学习了布洛赫方程、拉比振荡和脉冲序列，它们是基于核或电子自旋与无线电波之间的相干相互作用来提取有关物质结构和动力学特性的有用信息的方法。原则上，这些方法可以转移到光谱学领域以达到相同的目的。不幸的是，在光频率下，人们必须处理不同的、更快的松弛过程，这些过程会破坏相干性。例如，在 NMR 中，由于 ν 3 缩放（其中 ν 是发射频率），自发辐射非常慢，以至于它对使自旋系统达到热平衡的贡献可以忽略不计。相反，在光频率下，自发辐射是最重要的退相干源之一。尽管如此，激光源和技术的进步为原子和分子的相干操控提供了大量可能性，如今这些可能性在量子信息科学和飞秒化学等不同领域都有重要应用。
用于基于微阵列的生物传感的具有可点击防污聚合物涂层的金刚石表面
块体金刚石的一个重要且特别有趣的应用领域是量子技术。超纯单晶 CVD 和 HPHT 金刚石晶体为承载带负电的氮空位 (NV − ) 中心提供了近乎理想的环境 [7]，这是一种光致发光缺陷，可以作为量子比特运行，具有几乎无限的光稳定性。与 NV − 中心相关的电子自旋相关光致发光使其能够进行光学读出和初始化为已知状态。与 NV − 中心相关的物理学的发展推动了量子技术的进步，并促成了开创性的实验，例如量子计算 [8] 和量子通信的演示、[9] 在纳米尺寸体积中记录 NMR 光谱、[10] 活细胞中磁场的光学检测、[11] 和磁共振的光电片上检测。[12]
量子限制光谱仪中的超精细光谱
摘要。我们报告了在基于超导微谐振器的定制高灵敏度光谱仪中在毫开尔文温度下进行的电子自旋回波包络调制 (ESEEM) 测量。谐振器的高品质因数和小模式体积（低至 0.2pL）允许探测少量自旋，低至 5 · 10 2 。我们在两个系统上测量了 2 脉冲 15 ESEEM：铒离子与天然丰度 CaWO 4 晶体中的 183 W 核耦合，铋供体与 28 Si 同位素富集的硅基板中的残留 29 Si 核耦合。我们还测量了硅中铋供体的 3 脉冲和 5 脉冲 ESEEM。对于近端核的超精细耦合强度和核自旋浓度都获得了定量一致性。
文章/书籍信息 - T2R2
我们提出了一种方案，通过量子计算机上的统计抽样来构建相互作用电子系统的单粒子格林函数 (GF)。尽管电子自旋轨道的产生和湮灭算符的非幺正性使我们无法有选择地准备特定状态，但已证明量子比特可以进行概率状态准备。我们提供配备最多两个辅助量子比特的量子电路，以获得 GF 的所有组件。我们基于幺正耦合簇 (UCC) 方法对 LiH 和 H 2 O 分子的 GF 构建进行了模拟，通过比较 UCC 方法中的准粒子和卫星光谱以及全配置相互作用计算的光谱来证明我们方案的有效性。我们还通过利用 Galitskii-Migdal 公式来检查采样方法的准确性，该公式仅从 GF 中给出总能量。
Spin-2 QPU
我们的 Spin-2 QPU 是一款基于硅中自旋量子位的 2 量子位可编程量子处理器，这些自旋量子位保存在稀释制冷机内 10 到 20 mK 的温度下。传统的直流电缆和高频传输线将信号传送到 Spin-2 QPU 和从 Spin-2 QPU 传送信号。被捕获在半导体量子点中的两个电子自旋是量子处理器 [2-4] 特别有前途的构建块。这些设备可以通过标准光刻技术制造和定制，这对于未来大规模集成大量量子位来说是一个相当大的优势。此外，它们由电流态电子器件控制和读出。由于自旋量子位尺寸小且与传统晶体管技术相似，从超大规模集成的角度来看，它们非常有前途。
直接观察手性诱导的自旋选择性...
手性在确定供体受体分子中光诱导电子转移的自旋动力学中的作用仍然是一个悬而未决的问题。尽管在与底物结合的分子中已经证明了手性诱导的自旋选择性（CISS），但有关该过程是否影响分子本身中的自旋动力学的实验信息。在这里，我们使用时间分辨的电子顺磁共振光谱表明，CISS强烈影响分离的共价供体 - 手持桥接器（D-Bχ-A）分子的25种自旋动力学，D的选择性光添加了D之后是两个快速的，顺序的电子转移事件，从而产生了D•+ -b-a• - • - •-a•-a• -利用这种现象提供了使用手性分子构建块来控制量子信息应用中电子自旋状态的可能性。30
用于量子技术的混合超导-半导体系统
超导量子器件具有出色的连接性和可控性，而半导体自旋量子位则以其持久的量子相干性、快速控制以及小型化和微缩潜力而脱颖而出。近几年来，在将超导电路和半导体器件结合成混合量子系统方面取得了显著进展，该系统受益于两种成分的物理特性。超导腔可以介导电子自由度（例如半导体芯片上单个电子的自旋）之间长距离的量子相干耦合，从而为量子器件提供必要的连接性。半导体量子点中的电子自旋已经达到了非常长的相干时间，并允许快速量子门操作并提高保真度。我们总结了描述超导-半导体混合量子系统的最新进展和理论模型，解释了这些系统的局限性，并描述了未来实验和理论的不同发展方向。
采用自旋电子和新兴技术的神经形态计算
神经形态计算有望通过模仿人脑结构和功能的高效设备和电路为人工智能带来卓越功能。传统 CMOS 晶体管仅提供易失性开关，而新兴非易失性存储器技术提供的非易失性模拟行为有望成为神经形态计算系统的潜在硬件组件。特别是，忆阻器和自旋电子器件（其中除了电子电荷外还操纵电子自旋）因其仿生特性而受到广泛关注。在这个三讲的教程中，我将描述和分析在神经形态计算系统中使用自旋电子和新兴技术模拟神经生物学行为的各种技术。与遵循从物理到整个系统性能的单个设备垂直集成的传统演示不同，本课程评估了各种神经形态计算范例在人工神经网络中利用新兴技术行为的有效性。