Project R-10600

Spinaandrijving in kwantum-coherente materialen (Onderzoek)

De wereldwijde verschuiving naar kwantumtechnologie is erop gericht het potentieel van de kwantummechanica in toekomstige communicatie-, reken- en metrologietoepassingen te ontketenen. De kern van deze ontwikkelingen is het oplossen van de complexiteit van coherente controle van spin qubit arrays, zijnde supergeleidende qubits, opgesloten ionen. Terwijl de meeste van qubits werken bij cryogene temperaturen, kan de kwantummechanische complexiteit aanzienlijk verminderd worden door gebruik te maken van een belangrijke klasse van materialen met atoomachtige defecten die gehost worden door een materiaal in vaste stof en die werken bij kamertemperatuur. Wij gaan voorop te lopen op dit gebied door een platform te realiseren, dat we kwantum-coherente materialen noemen. Op basis van ab-initio modellen van nieuwe spincentra, in het bijzonder voor de groep IV vacancies (Si, Ge, Sn, Pb) in diamant, verfijnen we de magneto-optische eigenschappen van het defect. We zullen een coherente spin drive realiseren, waarbij we gebruik maken van spin-conserverende overgangen op de defect ladingstoestanden. Recent hebben we foto-elektrische spinuitlezing gedemonstreerd, dat succesvol werkt voor het NV qubit, maar het NV-centrum faalt voor een single shot spin uitlezing bij kamertemperatuur. De groep IV vacancies beschikken over een zeer hoge zero field splitting, waardoor het mogelijk wordt om betrouwbare schema's en koppelingen van Q-bits met fononen en spin-fonon interfaces te realiseren.

01 januari 2020 - 31 december 2023