論文の概要: Predicted strong coupling of solid-state spins via a single magnon mode
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.04341v2
- Date: Tue, 1 Sep 2020 18:35:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-30 03:17:08.499422
- Title: Predicted strong coupling of solid-state spins via a single magnon mode
- Title（参考訳）: 単一マグノンモードによる固体スピンの強結合予測
- Authors: Denis R. Candido, Gregory D. Fuchs, Ezekiel Johnston-Halperin, Michael
E. Flatt\'e
- Abstract要約: 本研究では,低減衰低モメント有機フェライトバナジウムテトラシアノエチレンのマグノンモードに結合したダイヤモンド窒素空孔中心スピンからなるハイブリッド量子システムを提案する。
我々は、マイクロンスケールの垂直磁化ディスクの下でのNV位置の関数としてスピン-マグノン協調性の解析式を導出した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose an approach to realize a hybrid quantum system composed of a
diamond nitrogen-vacancy (NV) center spin coupled to a magnon mode of the
low-damping, low-moment organic ferrimagnet vanadium tetracyanoethylene. We
derive an analytical expression for the spin-magnon cooperativity as a function
of NV position under a micron-scale perpendicularly magnetized disk, and show
that, surprisingly, the cooperativity will be higher using this magnetic
material than in more conventional materials with larger magnetic moments, due
to in part to the reduced demagnetization field. For reasonable experimental
parameters, we predict that the spin-magnon-mode coupling strength is $g\sim
10$ kHz. For isotopically pure $^{12}$C diamond we predict strong coupling of
an NV spin to the unoccupied magnon mode, with cooperativity $\mathcal C=6$ for
a wide range of NV spin locations within the diamond, well within the spatial
precision of NV center implantation. Thus our proposal describes a practical
pathway for single-spin-state-to-single-magnon-occupancy transduction and for
entangling NV centers over micron length scales.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, ダイヤモンド窒素空孔(NV)中心スピンと低減衰低モメント有機フェライト, バナジウムテトラシアノエチレンのマグノンモードを結合したハイブリッド量子システムを実現する手法を提案する。
マイクロンスケール垂直磁気ディスク下におけるNV位置の関数としてのスピン-マグノン協調性の解析式を導出し、この磁性材料を用いることで、従来の磁気モーメントを持つ材料よりも、より大きな磁気モーメントを持つ場合よりも、驚くほど高いコオペラティ性を示す。
合理的な実験パラメータについて、スピン-マグノンモード結合強度は$g\sim 10$ khzと予測する。
イソトピー的に純粋な$^{12}$c ダイヤモンドでは、nv スピンの非占有マグノンモードへの強い結合を予測し、ダイヤモンド内の幅広い nv スピン位置に対する協調性 $\mathcal c=6$ は、nv 中心の埋め込みの空間的精度にかなり近い。
そこで本論文では,マイクロン長スケールでのnv中心の絡み込みと単一スピン状態からスピン状態への移動への実用的な経路について述べる。
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