論文の概要: Entanglement and control of single quantum memories in isotopically engineered silicon carbide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.07602v1
• Date: Fri, 15 May 2020 15:45:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-20 03:15:22.677859
• Title: Entanglement and control of single quantum memories in isotopically engineered silicon carbide
• Title（参考訳）: 等方性炭化ケイ素における単一量子メモリの絡み合いと制御
• Authors: Alexandre Bourassa, Christopher P. Anderson, Kevin C. Miao, Mykyta Onizhuk, He Ma, Alexander L. Crook, Hiroshi Abe, Jawad Ul-Hassan, Takeshi Ohshima, Nguyen T. Son, Giulia Galli, David D. Awschalom
• Abstract要約: 固体中の核スピンはデコヒーレンスの原因であり、スピン量子ビットにとって貴重な資源である。 炭化ケイ素(SiC)中の29Si核スピンの分離制御を実証し,光学活性希薄スピンと強結合核レジスタとの絡み合った状態を生成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 89.42372489576658
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Nuclear spins in the solid state are both a cause of decoherence and a valuable resource for spin qubits. In this work, we demonstrate control of isolated 29Si nuclear spins in silicon carbide (SiC) to create an entangled state between an optically active divacancy spin and a strongly coupled nuclear register. We then show how isotopic engineering of SiC unlocks control of single weakly coupled nuclear spins and present an ab initio method to predict the optimal isotopic fraction which maximizes the number of usable nuclear memories. We bolster these results by reporting high-fidelity electron spin control (F=99.984(1)%), alongside extended coherence times (T2=2.3 ms, T2DD>14.5 ms), and a >40 fold increase in dephasing time (T2*) from isotopic purification. Overall, this work underlines the importance of controlling the nuclear environment in solid-state systems and provides milestone demonstrations that link single photon emitters with nuclear memories in an industrially scalable material.
• Abstract（参考訳）: 固体状態の核スピンはデコヒーレンスの原因であり、スピン量子ビットにとって貴重な資源である。 本研究では,炭化ケイ素(SiC)中の29Si核スピンの分離制御を実証し,光学活性希薄スピンと強結合核レジスタとの絡み合った状態を生成する。 次に,sicの同位体工学が単一弱結合核スピンの制御をいかに解くかを示し,使用済み核記憶数を最大化する最適同位体分画を予測するab initio法を提案する。 これらの結果は, 高忠実度電子スピン制御(F=99.984(1)%), 拡張コヒーレンス時間(T2=2.3ms, T2DD>14.5ms) と, 同位体浄化による脱落時間(T2*)の40倍増加を報告することによって促進される。 全体として、この研究は固体システムにおける核環境の制御の重要性を強調し、単一光子エミッターと核記憶を工業的にスケーラブルな材料で結びつける画期的な実証を提供する。

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