論文の概要: Algorithmic Cooling of Nuclear Spin Pairs using a Long-Lived Singlet State

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/1912.13246v1
• Date: Tue, 31 Dec 2019 09:57:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-16 21:38:08.665173
• Title: Algorithmic Cooling of Nuclear Spin Pairs using a Long-Lived Singlet State
• Title（参考訳）: 長寿命シングルト状態を用いた核スピンペアのアルゴリズム冷却
• Authors: Bogdan A. Rodin, Christian Bengs, Lynda J. Brown, Kirill F. Sheberstov, Alexey S. Kiryutin, Richard C. D. Brown, Alexandra V. Yurkovskaya, Konstantin L. Ivanov, Malcolm H. Levitt
• Abstract要約: 長寿命の核一重項状態を利用してスピンペア系のアンサンブルにおいて大きな冷却が達成されることを示す。 これは量子重畳状態を用いたアルゴリズム冷却の最初の実演である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 48.7576911714538
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Algorithmic cooling methods manipulate an open quantum system in order to lower its temperature below that of the environment. We show that significant cooling is achieved on an ensemble of spin-pair systems by exploiting the long-lived nuclear singlet state, which is an antisymmetric quantum superposition of the "up" and "down" qubit states. The effect is demonstrated by nuclear magnetic resonance (NMR) experiments on a molecular system containing a coupled pair of near-equivalent 13C nuclei. The populations of the system are subjected to a repeating sequence of cyclic permutations separated by relaxation intervals. The long-lived nuclear singlet order is pumped well beyond the unitary limit, and the nuclear magnetization is enhanced by 21% relative to its thermal equilibrium value. To our knowledge this is the first demonstration of algorithmic cooling using a quantum superposition state and without making a distinction between rapidly and slowly relaxing qubits.
• Abstract（参考訳）: アルゴリズムによる冷却法は、環境の温度を下げるためにオープン量子系を操作する。 量子ビット状態の反対称量子重ね合わせである長寿命核単重項状態を利用することにより,スピンペア系のアンサンブル上で有意な冷却が達成されることを示す。 この効果は核磁気共鳴(nmr)実験によって、ほぼ等価な13c原子核の結合対を含む分子系で実証される。 系の個体群は、緩和間隔によって分離された周期的な置換の繰り返し配列を受ける。 長寿命の核一重項秩序はユニタリ限界を超えて大きく励起され、核磁化はその熱平衡値に対して21%増大する。 我々の知る限りでは、これは量子重ね合わせ状態を用いたアルゴリズム冷却の最初のデモンストレーションであり、迅速かつゆっくりと緩和された量子ビットを区別することはない。

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