综述：通过ESR-STM技术探测表面单个自旋的量子相干性和弛豫现象

《Nanoscale》：Quantum coherence and relaxation of single spins on surfaces probed by ESR-STM

量子信息处理中纳米级设备的发展推动了量子计算研究，电子自旋共振结合扫描隧道显微镜（ESR-STM）为表面量子系统提供了原子级操作平台，但环境扰动导致的退相干机制（如电子散射、隧穿及磁场干扰）严重制约了量子比特寿命。本文系统梳理了ESR-STM在表面量子系统中探测单原子自旋弛豫的进展，揭示了退相干微观机制，为提升表面自旋量子比特相干性提供了理论框架。

　　

现代设备向纳米级别的微型化发展推动了量子信息处理技术的发展，在这一领域中，量子相干性对于基础研究和应用都至关重要。将电子自旋共振（ESR）与扫描隧道显微镜（STM）相结合，已成为在表面进行原子尺度量子传感、模拟和量子比特操作的强大平台。然而，由于STM电路中的环境干扰，量子比特的寿命面临重大挑战，而理解这些干扰的机制需要深入而全面的研究。这篇简短综述总结了利用ESR-STM研究自旋相干性的最新进展，重点关注了包括电子散射和隧穿以及隧道结附近的磁干扰在内的基本退相干途径。通过阐明表面原子和分子自旋系统中退相干的微观起源，我们为提高表面自旋量子比特的量子相干性提供了理论框架。