論文の概要: Impact of $\mathcal{T}$-symmetry on spin decoherence and control in a
synthetic spin-orbit field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.04671v2
- Date: Fri, 26 Feb 2021 15:02:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-06 14:00:10.932525
- Title: Impact of $\mathcal{T}$-symmetry on spin decoherence and control in a
synthetic spin-orbit field
- Title（参考訳）: 合成スピン軌道場におけるスピンデコヒーレンスと制御に対する$\mathcal{t}$-symmetryの影響
- Authors: Peihao Huang and Xuedong Hu
- Abstract要約: 本研究では,SOCとマイクロマグネットによって導入された合成SOCとの主な相違点として,時間反転下でのSOCの対称性について述べる。
$vecOmega$に基づく電気双極子スピン共鳴の忠実さは、スピンベースの量子コンピューティングに潜在的な応用が期待できる。
- 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: The electrical control of a spin qubit in a quantum dot relies on spin-orbit
coupling (SOC), which could be either intrinsic to the underlying crystal
lattice or heterostructure, or extrinsic via, for example, a micro-magnet. Here
we show that a key difference between the intrinsic SOC and the synthetic SOC
introduced by a micro-magnet is their symmetry under time reversal.
Specifically, the time-reversal symmetry ($\mathcal{T}$-symmetry) of the
intrinsic SOC leads to not only the traditional van Vleck cancellation known
for spin relaxation, but also vanishing spin dephasing to the lowest order of
SOC, which we term as "longitudinal spin-orbit field cancellation". On the
other hand, the synthetic SOC from a micro-magnet breaks the
$\mathcal{T}$-symmetry, therefore eliminates both the "van Vleck cancellation"
and the "longitudinal spin-orbit field cancellation". In other words, the
effective field $\vec\Omega$ experienced by the spin qubit does not depend on
the quantization magnetic field anymore, and a longitudinal component is
allowed for $\vec\Omega$ to the first order of SOC. Consequently, spin
relaxation and dephasing are qualitatively modified compared with the case of
the intrinsic SOC. Furthermore, the fidelity of electric-dipole spin resonance
based on $\vec\Omega$ could be optimized, with potential applications in
spin-based quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 量子ドット内のスピン量子ビットの電気的制御は、基礎となる結晶格子やヘテロ構造に固有のスピン軌道結合(SOC)や、例えばマイクロマグネットを経由した外在性に依存する。
ここでは、固有SOCとマイクロマグネットによって導入された合成SOCの主な違いが、時間反転下での対称性であることを示す。
具体的には、内在的 SOC の時間反転対称性 ("\mathcal{T}$-対称性) は、スピン緩和で知られている伝統的なファン・ヴレックのキャンセルだけでなく、SOC の最低次へのスピンデファス(英語版)を消滅させる。
一方、マイクロマグネットからの合成socは、$\mathcal{t}$-対称性を破るので、"van vleck cancel" と "longitudinal spin-orbit field cancel" の両方を取り除く。
言い換えれば、スピン量子ビットによって経験される実効体 $\vec\Omega$ は、もはや量子化磁場に依存しず、SOC の第1次オーダーに対して$\vec\Omega$ の長手成分が許される。
その結果, スピン緩和や脱落は, 内在性SOCと比較して質的に変化した。
さらに、$\vec\Omega$に基づく電気双極子スピン共鳴の忠実さを最適化することができ、スピンベースの量子コンピューティングにも応用できる。
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