論文の概要: Spin emitters beyond the point dipole approximation in nanomagnonic cavities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.04662v1
• Date: Tue, 8 Dec 2020 19:00:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-21 18:14:52.421719
• Title: Spin emitters beyond the point dipole approximation in nanomagnonic cavities
• Title（参考訳）: ナノナノ空洞における点双極子近似を超えるスピンエミッタ
• Authors: Derek S. Wang, Tom\'a\v{s} Neuman, and Prineha Narang
• Abstract要約: 放出体のスピン状態間の遷移速度の制御は、量子情報科学から自由ラジカルのナノ化学まで様々な分野において重要である。 スピンエミッタの電気的および磁気的双極子禁止遷移をナノ磁気キャビティに配置することで駆動する手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Control over transition rates between spin states of emitters is crucial in a wide variety of fields ranging from quantum information science to the nanochemistry of free radicals. We present an approach to drive a both electric and magnetic dipole-forbidden transition of a spin emitter by placing it in a nanomagnonic cavity, requiring a description of both the spin emitter beyond the point dipole approximation and the vacuum magnetic fields of the nanomagnonic cavity with a large spatial gradient over the volume of the spin emitter. We specifically study the SiV$^-$ defect in diamond, whose Zeeman-split ground states comprise a logical qubit for solid-state quantum information processing, coupled to a magnetic nanoparticle serving as a model nanomagnonic cavity capable of concentrating microwave magnetic fields into deeply subwavelength volumes. Through first principles modeling of the SiV$^-$ spin orbitals, we calculate the spin transition densities of magnetic dipole-allowed and -forbidden transitions and calculate their coupling rates to various multipolar modes of the nanomagnonic cavity. We envision using such a framework for quantum state transduction and state preparation of spin qubits at GHz frequency scales.
• Abstract（参考訳）: エミッターのスピン状態間の遷移速度の制御は、量子情報科学からフリーラジカルのナノ化学まで幅広い分野において重要である。 本稿では、スピンエミッタの電気的および磁気的双極子-強制的遷移をナノマグネティックキャビティに配置し、スピンエミッタを点双極子近似を超えて記述し、スピンエミッタの体積に対して大きな空間的勾配を持つナノマグネティックキャビティの真空磁場を記述する方法を提案する。 具体的には、固体量子情報処理のための論理量子ビットを構成するゼーマンスプリット基底状態を持つダイヤモンドのSiV$^-$欠陥を、マイクロ波を深くサブ波長の体積に濃縮できるモデルナノマグネニクスキャビティとして機能する磁性ナノ粒子と組み合わせて研究する。 siv$^-$スピン軌道の第一原理のモデル化により、磁気双極子許容および-forbidden遷移のスピン遷移密度を計算し、それらの結合速度をナノマグネティックキャビティの様々な多極モードに計算する。 このような量子状態変換の枠組みと、ghz周波数スケールでのスピン量子ビットの状態形成を想定する。

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