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室温下量子比特存储时间超过 1 秒。

Room-temperature quantum bit memory exceeding one second.

机构信息

Department of Physics, Harvard University, Cambridge, MA 02138, USA.

出版信息

Science. 2012 Jun 8;336(6086):1283-6. doi: 10.1126/science.1220513.

DOI:10.1126/science.1220513
PMID:22679092
Abstract

Stable quantum bits, capable both of storing quantum information for macroscopic time scales and of integration inside small portable devices, are an essential building block for an array of potential applications. We demonstrate high-fidelity control of a solid-state qubit, which preserves its polarization for several minutes and features coherence lifetimes exceeding 1 second at room temperature. The qubit consists of a single (13)C nuclear spin in the vicinity of a nitrogen-vacancy color center within an isotopically purified diamond crystal. The long qubit memory time was achieved via a technique involving dissipative decoupling of the single nuclear spin from its local environment. The versatility, robustness, and potential scalability of this system may allow for new applications in quantum information science.

摘要

稳定的量子比特,既能在宏观时间尺度上存储量子信息,又能集成在小型便携式设备中,是一系列潜在应用的重要组成部分。我们演示了对固态量子比特的高保真控制,该量子比特在几分钟内保持极化,并在室温下具有超过 1 秒的相干寿命。该量子比特由一个单一的(13)C 核自旋组成,位于一个同位素纯化的钻石晶体中的氮空位色心附近。长量子比特存储时间是通过一种技术实现的,该技术涉及将单个核自旋从其局部环境中耗散解耦。该系统的多功能性、鲁棒性和潜在的可扩展性可能为量子信息科学中的新应用开辟道路。

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