固体自旋缺陷的量子信息科学

光界面固态自旋是各种量子信息应用的一个杰出和通用的平台。极好的例子是金刚石中与氮空位中心有关的电子和附近的核自旋。由于这些自旋具有良好的室温量子相干性和光寻址性，过去几十年的大量研究表明，这些自旋可以形成一个有前途的量子寄存器，用于量子计算和量子网络。这些系统也是量子传感器的竞争候选人，用于表征纳米尺度的电场和磁场、压力和温度，从而推动了生物学、材料科学、凝聚态物理学和地球科学领域的前沿研究。尽管有这些优势，但各种退相干源和实验的不完善仍然阻碍了这些系统实现大规模量子信息处理和实用量子传感。
本研究课题的目标是改善这种固态自旋系统的性能，以应用于各种量子信息应用，包括量子传感、量子计算、量子模拟和量子网络。采用新技术提供了几个新的机会，可以探索该系统的更多潜力，并使新的令人兴奋的研究成为可能。
先进的量子和经典控制技术或协议，如量子最优控制和机器学习，可以提高它们的效率，增强它们对各种噪声和缺陷的鲁棒性。尖端制造技术，如表面处理和微加工腔，可以降低噪声和增强量子相干特性。材料工程和探索新的缺陷可能会打开更多的机会，避免现有系统的限制，从而将该领域扩展到更广泛的应用范围。
我们鼓励研究人员提交与本研究主题相关领域的最新方法的原创研究文章和评论。下面列出了潜在的主题，但我们强调范围不限于此列表。

-量子传感
-量子计算和量子模拟
-量子网络和量子存储器
-量子最优控制
-材料工程和制造
-新增缺陷

关键字:量子信息、量子控制、量子传感、量子网络、量子计算、颜色中心

重要提示:所有对本研究主题的贡献必须在其所提交的章节和期刊的范围内，如其使命声明中所定义的那样。雷竞技rebat在同行评审的任何阶段，Frontiers保留将超出范围的稿件引导到更合适的章节或期刊的权利。