Projektbeschreibung
Steuerung des Elektronenspins durch einen magnetischen Wirbel
Die Steuerung des Elektronenspins trägt entscheidend zur Potenzialausschöpfung der Spintronik, der Quantensensorik und der Quanteninformationsverarbeitung bei. Die Steuerung der Rate von Spinübergängen bestimmt die Wiedergabetreue der Quantenzustände und die Genauigkeit bei Anwendungen der Quantensensorik. Das Ansprechen einzelner Spins mit hoher räumlicher Auflösung ist für die Skalierung von Quantencomputern von grundlegender Bedeutung. Das EU-finanzierte Projekt FastoSpintrolux sieht vor, einzelne Wirbel (optische Pinzetten) optisch zu manipulieren, um individuelle Spins anzusprechen. Indem die Forschenden einen Wirbel und sein starkes Feld schnell durch das Spin-Target führen, können sie die Spinresonanz rasch einstellen sowie Spinübergänge mit kohärenter Gigahertz-Rate steuern. Das Projekt wird unser Verständnis der Wechselwirkung zwischen mesoskopischen Flussquanten und einzelnen Qubits verbessern sowie effiziente Methoden zur Verschränkung mehrerer Spins über optisch angetriebene Wirbel bereitstellen.
Ziel
Quantum control of spin qubit plays a key role in spintronics, quantum sensing and quantum information processing. The spin control rate determines the quantum state fidelity and the accuracy in quantum sensing, and thus needs to be enhanced for many applications. Meanwhile, building scalable quantum technology often involves densely distributed qubits, which requires the feasibility of addressing individual spins with high spatial resolution. In order to cope with the growing demand for the operational rate and spatial precision, the experienced researcher proposes to use single flux quanta (Abrikosov vortices) in superconductors to individually address the electronic spin of nitrogen-vacancy (NV) centers with far-field optics. Optical manipulation of single vortices like optical tweezers enable the nanoscale addressability of individual spins. By rapidly passing a vortex and its strong field through the spin target, he aims at swiftly tuning the spin resonance and coherently driving spin transitions with gigahertz rate. This proposal opens new possibilities of exploring the coupling between mesoscopic flux quanta and single qubits, and provides a promising method for efficiently entangling multiple spins via optically driven Abrikosov vortices.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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