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World File Search System相干时间
具有非常长相干时间的量子比特系统
通用量子计算和量子模拟需要多量子比特架构，具有精确定义、稳健的量子比特间相互作用，以及局部可寻址性。这是一个尚未解决的挑战，主要是由于可扩展性问题。这些问题通常源于对量子比特间相互作用的控制不佳。分子系统是实现大规模量子架构的有前途的材料，因为它们具有高度的可定位性和精确定制量子比特间相互作用的可能性。最简单的量子架构是双量子比特系统，可以使用它实现量子门操作。为了可行，双量子比特系统必须具有较长的相干时间，量子比特间相互作用必须定义明确，并且两个量子比特还必须在相同的量子操纵序列中单独寻址。本文介绍了对氯化三苯甲基有机自由基的自旋动力学的研究结果，特别是全氯三苯甲基 (PTM) 自由基、单官能化 PTM 和双自由基 PTM 二聚体的自旋动力学。在低于 100 K 的所有温度下，都发现了高达 148 μ s 的超长集合相干时间。证明了双自由基系统中的双量子比特和单个量子比特可寻址性。这些结果强调了分子材料在量子架构开发方面的潜力。
通过光物质杂化调节和增强分子中的量子相干时间尺度
摘要：保护物质中的量子相干性不受环境影响对于在量子技术中使用分子和材料以及开发增强光谱至关重要。本文展示了如何在光学腔的背景下用量子光修饰分子发色团，以产生具有可调相干时间尺度的量子叠加态，这些相干时间尺度比裸分子的相干时间尺度更长，即使在室温和浸入溶剂中的分子中也是如此。为此，我们开发了分子极化态的退相干率理论，并证明涉及这种混合光物质态的量子叠加可以比裸分子存活时间长几个数量级，同时保持光学可控性。此外，通过研究有损腔存在下的这些可调相干增强，我们证明它们可以使用当今的光学腔来实现。该分析提供了一种可行的策略来设计和增加分子中的量子相干寿命。
n型钻石与TERT叔丁基合成，用于完美比对的NV中心的长自旋相干时间
在室温下，在磷掺杂的N型钻石中实现了氮呈（NV）中心的最长自旋相干时间。然而，难以控制杂质掺入和化学蒸气沉积（CVD）技术在N型钻石的生长中的问题。在本研究中，使用TERT-叔丁基氨基的N-型钻石样品由CVD合成，叔丁基磷酸的毒性比磷酸少得多。发现氮的无意掺入被逐渐增加H 2和CH 4的气体流速抑制。发现自旋相干时间（t 2）随氮浓度的降低而增加，这表明氮浓度限制了T 2的长度。在氮浓度最低的样品中，t 2增加到1.62±0.10 ms。光学检测到的磁共振光谱表明，所有隔离的NV中心都沿[111]方向对齐。HALL测量结果证实了在不同生长条件下预先处理的三个测量样品中的N型传导。室温下最高测量的霍尔移动性为422 cm 2 /（v s）。这项研究提供了适当的CVD条件，可用于生长掺杂磷的N型钻石，并具有完美比对的NV中心，表现出长旋转相干时间，这对于生产量子钻石设备很重要。
从第一性原理计算二维材料中点缺陷的自旋相干时间
摘要：使用簇关联展开 (CCE) 方法计算了 45 种不同二维主体材料中 69 个三重态缺陷中心的自旋相干时间，其中自旋哈密顿量参数来自密度泛函理论 (DFT)。发现几个三重态表现出非常大的自旋相干时间，这使得它们对量子信息处理很有吸引力。系统地研究了自旋相干时间对各种因素的依赖性，包括超精细耦合强度、偶极-偶极耦合和核 g 因子。分析表明，自旋相干时间对缺陷中心的原子细节不敏感，而是由主体材料的核自旋特性决定的。然后使用符号回归推导出自旋相干时间的简单表达式，该表达式在回归模型未发现的 55 个双重态缺陷测试集上进行了验证。简单的表达式允许对自旋相干时间进行数量级估计，而无需昂贵的第一原理计算。
研磨纳米金刚石中氮空位中心的长自旋相干时间
含有带负电的氮空位中心 (NV − ) 的纳米金刚石可用作生物材料中的局部传感器，并已被提议作为探测空间叠加的宏观极限和引力的量子性质的平台。这些应用的一个关键要求是获得含有 NV − 并具有长自旋相干时间的纳米金刚石。与蚀刻柱不同，使用研磨来制造纳米金刚石可以一次处理块状材料的整个 3D 体积，但到目前为止，NV − 自旋相干时间有限。在这里，我们使用通过 Si 3 N 4 球磨化学气相沉积生长的块状金刚石生产的天然同位素丰度纳米金刚石，平均单一替代氮浓度为 121 ppb。我们表明，这些纳米金刚石中 NV − 中心的电子自旋相干时间在室温下在动态解耦的情况下可以超过 400 µ s。扫描电子显微镜提供了含有 NV − 的特定纳米金刚石的图像，并测量了其自旋相干时间。