量子干涉是量子態(tài)疊加原理和粒子波動性的直接體現(xiàn)。當系統(tǒng)處于兩種量子態(tài)的相干疊加時，相位演化導致相長或相消干涉。LZSM干涉被認為是實現(xiàn)快速可靠量子相干操縱的有效途徑。然而，如何在具備原子級可控性的自旋體系中實現(xiàn)對LZSM干涉的有效控制，并探討強驅(qū)動下多體自旋量子態(tài)的非平衡動力學，仍是當前量子信息領(lǐng)域亟待突破的科學問題。

近期，中國科學院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心特聘研究員楊鍇團隊，利用自主設(shè)計和搭建的電子自旋共振掃描隧道顯微鏡，建立了原子尺度自旋量子干涉的全電控調(diào)控新方法，實現(xiàn)了相互作用自旋體系中LZSM干涉的原子級探測與調(diào)控。該成果為實現(xiàn)快速、穩(wěn)健的量子態(tài)操控奠定了實驗基礎(chǔ)，并為探究強驅(qū)動條件下的自旋多體量子態(tài)動力學提供了新途徑。

研究團隊在單自旋及原子級組裝的自旋二聚體中，通過設(shè)計含時自旋哈密頓量，快速調(diào)控能級結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生非絕熱躍遷，實現(xiàn)并調(diào)控了LZSM量子干涉。通過強電場調(diào)制、射頻電壓調(diào)制、自旋極化電流控制和原子級精確調(diào)控自旋耦合，團隊實現(xiàn)了LZSM干涉圖樣的調(diào)控，揭示了多光子過程與表面自旋的復雜相互作用，并發(fā)現(xiàn)了隧穿電子的自旋轉(zhuǎn)移力矩與能級調(diào)制之間的競爭機制。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術(shù)部和中國科學院的支持。

固體表面單自旋和耦合自旋系統(tǒng)的LZSM量子干涉