NV色心自旋与二维自旋系综相互作用带来量子计量和模拟的新平台

在过去二十年里，使用光学和微波辐射操纵和读出金刚石NV色心的量子态的技术已经针对这些缺陷作为磁力计和量子比特的应用进行了微调。一个重要的研究方向涉及理解和控制与环境的相互作用如何影响NV的量子特性。

现在，有两个独立的团队，分别由普林斯顿大学的Nathalie de Leon和加州大学伯克利分校的Norman Yao领导，他们针对与多个应用相关的配置解决了这个问题：NV色心与由不成对的表面电子或金刚石内设计的杂质形成的二维自旋系综相互作用。结果使团队能够开发改进的模型来描述这些相互作用如何影响NV自旋的量子相干性——这些信息可能对在量子计量和量子模拟中使用晶体缺陷产生深远影响。

在de Leon和Yao团队使用的平台中可以产生大量的自旋缺陷，这使得它们比基于俘获离子和中性原子的平台更容易扩大规模——为执行复杂的凝聚-物质量子模拟。通过二维自旋层提高NV传感分辨率的想法可能会导致用于探测外来材料和生物物质的磁性的超灵敏工具。

来源：APS