王泰洲 | 特約編輯 (臺灣大學化學系博士生)
在大規模量子處理器的發展中，固態材料內的電子自旋被認為有潛力作為量子記憶體以及量子位元。然而，由於控制電子自旋所需要的微波波長較長，因此精確控制小尺度材料內局部的電子自旋是相當困難的。
近期，日本橫濱國立大學的研究團隊發展了一套全新的方法來針對鑽石晶體中氮-空位中心(N-V center)的電子自旋進行高保真度的調控。藉由外部光照所產生的光學史塔克效應(Optical Stark Effect)，研究人員可以調控電子自旋的共振頻率。在特定外部光照下，將線圈所發射的微波頻率調整至對應的電子自旋共振頻率，此時改變照光的分布就能局部的調控量子位元內的電子自旋。藉由高解析度的外部光照，此方法能有潛力在 10μm×10μm×10μm的晶體中創造超過10000個量子位元，使大規模量子處理器的發展更向前邁進。
資料來源
- New Method of Controlling Qubits Could Advance Quantum Computers
https://thequantuminsider.com/2022/07/29/new-method-of-controlling-qubits-could-advance-quantum-computers/ - Sekiguchi, Y., Matsushita, K., Kawasaki, Y. et al. Optically addressable universal holonomic quantum gates on diamond spins. Nat. Photon. (2022). https://doi.org/10.1038/s41566-022-01038-3
