論文の概要: Electrical Control of Coherent Spin Rotation of a Single-Spin Qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.07543v1
• Date: Wed, 15 Jul 2020 08:39:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-09 11:29:57.038709
• Title: Electrical Control of Coherent Spin Rotation of a Single-Spin Qubit
• Title（参考訳）: 単一スピン量子ビットのコヒーレントスピン回転の電気的制御
• Authors: Xiaoche Wang, Yuxuan Xiao, Chuanpu Liu, Eric Lee-Wong, Nathan J. McLaughlin, Hanfeng Wang, Mingzhong Wu, Hailong Wang, Eric E. Fullerton, Chunhui Rita Du
• Abstract要約: ダイヤモンドの光学活性原子欠陥である窒素空孔(NV)中心は、量子センシング、ネットワーク、計算用途に多大な関心を集めている。 本稿では,NV-マグネット系ハイブリッド量子系における単一スピン量子ビットのコヒーレントスピン回転速度の電気的制御について報告する。
• 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: Nitrogen vacancy (NV) centers, optically-active atomic defects in diamond, have attracted tremendous interest for quantum sensing, network, and computing applications due to their excellent quantum coherence and remarkable versatility in a real, ambient environment. One of the critical challenges to develop NV-based quantum operation platforms results from the difficulty to locally address the quantum spin states of individual NV spins in a scalable, energy-efficient manner. Here, we report electrical control of the coherent spin rotation rate of a single-spin qubit in NV-magnet based hybrid quantum systems. By utilizing electrically generated spin currents, we are able to achieve efficient tuning of magnetic damping and the amplitude of the dipole fields generated by a micrometer-sized resonant magnet, enabling electrical control of the Rabi oscillation frequency of NV spins. Our results highlight the potential of NV centers in designing functional hybrid solid-state systems for next-generation quantum-information technologies. The demonstrated coupling between the NV centers and the propagating spin waves harbored by a magnetic insulator further points to the possibility to establish macroscale entanglement between distant spin qubits.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンドの光学活性原子欠陥である窒素空孔(NV)中心は、その優れた量子コヒーレンスと実環境における顕著な汎用性により、量子センシング、ネットワーク、およびコンピューティング用途への大きな関心を集めている。 NVベースの量子演算プラットフォームを開発する上で重要な課題の1つは、個々のNVスピンの量子スピン状態をスケーラブルでエネルギー効率のよい方法で局所的に解決することが困難であるからである。 本稿では,NV-マグネット系ハイブリッド量子系における単一スピン量子ビットのコヒーレントスピン回転速度の電気制御について報告する。 電気的に発生するスピン電流を利用して、マイクロメートルの共振磁石で発生する磁気減衰と双極子磁場の振幅を効率的に調整し、nvスピンのラビ振動周波数の電気的制御を可能にした。 次世代量子情報技術のためのハイブリッド固体システムの設計におけるnvセンターの可能性に注目した。 NV中心と磁気絶縁体が保持する伝播するスピン波とのカップリングは、遠方スピン量子ビット間のマクロな絡み合いを確立する可能性を示している。

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