与硅中的多磷核自旋寄存器结合的单电子自旋具有快速的双量子位门和长的自旋弛豫时间。近日，新南威尔士大学M. Y. Simmons报道了四量子位寄存器中电子和核自旋的高保真初始化和控制。

本文要点：

1) 在这些自旋寄存器中，当供体被电离时，核自旋与其环境保持弱耦合，从而实现长的相干时间。当电子存在时，超精细相互作用实现自旋和电荷自由度的耦合，以实现快速量子位操作和控制。

2) 作者使用超精细相互作用来实现电偶极自旋共振，以实现四量子位核自旋寄存器内所有核自旋的高保真初始化。此外，通过可控地初始化核自旋，作者实现了F= 99.78 ± 0.07%的单电子量子位门保真度 ，并且高于具有12 μs相干时间的表面码容错阈值。

参考文献：

J. Reiner et.al High-fidelity initialization and control of electron and nuclear spins in a four-qubit register Nature Nanotechnology 2024

DOI: 10.1038/s41565-023-01596-9

https://doi.org/10.1038/s41565-023-01596-9