Research press release


Nature Physics

Diamond qubits entangled by measurement

ダイヤモンド中の核スピンのエンタングルメントが、今週のNature Physicsオンライン版で報告されている。この知見は、室温で動作する固体量子コンピューターなどの量子技術に向けての技術的に重要な一歩となる。


窒素空孔中心は、ダイヤモンド格子内に自然にあるいは人工的に作られる欠陥であり、この窒素空孔中心を使って、室温で情報を量子自由度(電子スピンと核スピン)にエンコードし、情報処理のために操作できる。R Hansonたちは、電子スピンの測定を用いて、窒素空孔中心内の2つの核スピンをエンタングルさせた。この結果は、量子コンピューターの構築においてブレークスルーとなる可能性がある。

The entanglement of nuclear spins in diamond is reported in a paper published online this week in Nature Physics. These findings are an important technological step towards developing room-temperature solid-state quantum computers and other quantum technologies.

Entanglement is an essential resource for quantum technologies. To entangle two quantum systems, they should interact with each other. But quantum states are very fragile and need to be well isolated from the environment, ideally having no external interactions. Alternatively, the measurement of a joint property can entangle two quantum systems that do not interact with each other directly. This deceptively simple idea for creating entanglement has so far proved hard to implement in solid-state systems.

In nitrogen-vacancy centres, which are naturally or artificially created defects in the diamond lattice, information can be encoded in the quantum degrees of freedom (electron and nuclear spins) and manipulated for information processing at room temperature. Ronald Hanson and colleagues used measurements of the electron spin to entangle two nuclear spins in a nitrogen-vacancy centre. This could be a breakthrough in building quantum computers.

doi: 10.1038/nphys2444


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