基于固態(tài)自旋系統(tǒng)的量子技術(shù)（量子計算,量子信息和量子度量學(xué)）是物理界一個重要的研究方向,而自旋在固態(tài)環(huán)境下的退相干是其中一個關(guān)鍵問題。金剛石中的NV色心由于其室溫下較強的相干時間,微波控制技術(shù)以及光學(xué)讀出技術(shù),迅速成為量子技術(shù)的理想物理平臺。重要的進(jìn)展有單核自旋的探測,納米尺度空間分辨率的磁儀以及量子糾錯的演示等等,然而,NV色心與周圍核自旋庫的超精細(xì)相互作用而導(dǎo)致的退相干依然是這些技術(shù)的瓶頸。動力學(xué)退耦技術(shù)在消除核自旋庫導(dǎo)致的的退相干方面獲得了巨大的成功,但是也有它的不足,那就是它與量子比特的操作過程并不兼容,這就限制了這項技術(shù)在某些方面的應(yīng)用。還有一些其他的辦法可以用來減少退相干過程的影響,比如通過激光照射NV色心引入耗散,從而用耗散的辦法將核自旋庫制備到一個低噪聲態(tài),比如,通過動力學(xué)極化增加自旋庫的極化度,從而降低自旋庫的漲落來延長NV色心的相干時間。這類辦法的優(yōu)點就是,它不會與比特的相干控制過程沖突,因此是控制比特相干性的一個重要發(fā)展方向。本文中,我們主要研究兩個方面的內(nèi)容：一個就是如何通過光照NV色心而導(dǎo)致的核自旋的耗散過程來控制核自旋庫,另一個就是量子度量學(xué)中的數(shù)據(jù)后處理的... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２：參數(shù)估計過程的分類

外稟耗散過程。前者是指負(fù)電荷態(tài)ＮＶ－中的電子軌道態(tài)之間由于福射過程或者??非福射過程所導(dǎo)致的躍遷，后者是指負(fù)電荷態(tài)ＮＶ－和電中性態(tài)ＮＶｅ之間的躍??遷過程，這兩個過程示與圖３．１中。由于后者的時間尺度遠(yuǎn)大于前者的時間尺度??［９３］，因此可レ：Ｊ＜分別討論這兩個過程。??３丄１外鷹耗散過程??外稟耗散過程可Ｗ分為福射和非福射過程。福射過程是指不同電荷態(tài)之間??通過導(dǎo)帶作為中間態(tài)實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化［４５］。ＮＶ色也附近的雜質(zhì)并不參與這種過??程，因此轉(zhuǎn)化速率與雜質(zhì)濃度無關(guān)。而非福射過程是指不同的電荷態(tài)的軌道態(tài)??之間的直接躍迂。由于是不同電荷態(tài)之間的躍遷，因此必然需要有附近雜質(zhì)電??Ｉ?Ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ?１?Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ?１??／?、＇、＇－巧??％?／?么側(cè)?ｅＶ??１．９４５?ｃＶ?；??＇?Ｉ??Ｖ?！??１?？??？?＇??Ｖ?Ｉ??？?■??＼?＊?１拉??Ｉ?＜??？??Ｖ?／??、＇?／??化￣Ｕ?？－?／??ＮＶ〇?ＮＶ－??圖３．１：軌道態(tài)的內(nèi)稟耗散過程和外稟耗散過程。Ｃ衛(wèi)表示導(dǎo)帶，點畫線表示外??稟過程中的非福射過程。本圖來自文獻(xiàn)［５］中的圖（２巧。??？?．??１５??

第Ｈ章氮空位中也軌道和自旋耗散過程??子的參與。因此非福射過程的轉(zhuǎn)變速率非常依賴于附近雜質(zhì)的濃度。如圖３．１所??示，負(fù)電荷態(tài)和電中性態(tài)基態(tài)之間躍遷的初態(tài)和末態(tài)是很清楚的，但是對于兩??種電荷態(tài)之間的激發(fā)態(tài)之間躍遷的末態(tài)并不清楚。??雖然外稟耗散進(jìn)程的圖像己經(jīng)建立起來了，但是這種圖像的來源并不清楚，??并且沒有一個合適的微觀模型來解釋各種各樣的非福射過程。??３．１．２內(nèi)真耗散過程??對于內(nèi)稟耗散過程，我們分為室濕和低溫兩種情況來討論。在室溫下和零??碰場下，內(nèi)稟耗散過程通�？桑子靡粋�六能級模型來描述（圖３．２）。在這個圖中??我們忽咯了激發(fā)態(tài)和基態(tài)的不同自旋態(tài)之間的交叉躍遷Ｗ及化到ｉＥ的躍遷和??到３八２的躍遷。一般認(rèn)為，與其他的躍迂相比，這些躍遷可Ｗ忽略。我們??用ｋｙ代表從ｊ到ｉ的躍遷，其中、；）＝１，２，．｜，，６代表電子能級（見圖３．巧。對于??激發(fā)態(tài)的０自旋子能級，躍遷到基態(tài)的箱射過程的速率ｋｉ，５遠(yuǎn)大于躍遷到中間??態(tài)１?Ａｉ的速率ｌＣ４


本文編號：2974469