論文の概要: Opportunities for long-range magnon-mediated entanglement of spin qubits via on- and off-resonant coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.09220v2
• Date: Fri, 3 Sep 2021 21:36:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-14 06:18:25.589460
• Title: Opportunities for long-range magnon-mediated entanglement of spin qubits via on- and off-resonant coupling
• Title（参考訳）: オン/オフ共振結合によるスピン量子ビットの長距離マグノンによる絡み合いの機会
• Authors: Masaya Fukami, Denis R. Candido, David D. Awschalom, Michael E. Flatt\'e
• Abstract要約: 強磁性バルおよび導波路構造における一様性を超えるコオペラティビティを持つマグノンモードによる強い長距離NV-NV結合を予測した。 この研究は、スピン量子ビットをマグノン励起で固体に絡める将来の実験を導く。
• 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 ability to manipulate entanglement between multiple spatially-separated qubits is essential for quantum information processing. Although nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond provide a promising qubit platform, developing scalable two-qubit gates remains a well-known challenge. To this end, magnon-mediated entanglement proposals have attracted attention due to their long-range spin-coherent propagation. Optimal device geometries and gate protocols of such schemes, however, have yet to be determined. Here we predict strong long-distance ($>\mu$m) NV-NV coupling via magnon modes with cooperativities exceeding unity in ferromagnetic bar and waveguide structures. Moreover, we explore and compare on-resonant transduction and off-resonant virtual-magnon exchange protocols, and discuss their suitability for generating or manipulating entangled states at low temperatures ($T\lesssim 150$ mK) under realistic experimental conditions. This work will guide future experiments that aim to entangle spin qubits in solids with magnon excitations.
• Abstract（参考訳）: 複数の空間分離量子ビット間の絡み合いを操作する能力は量子情報処理に不可欠である。 ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は有望な量子ビットプラットフォームを提供するが、スケーラブルな2量子ビットゲートの開発は依然としてよく知られた課題である。 この目的のために、マグノンを介する絡み合いの提案は長距離スピンコヒーレント伝播のために注目されている。 しかし、このようなスキームの最適デバイスジオメトリとゲートプロトコルはまだ決定されていない。 ここでは強長距離(>\mu$m)のNV-NV結合が強磁性バーおよび導波路構造においてユニティを超えるコパティビティを持つマグノンモードによって予測される。 さらに,on-resonant transduction と off-resonant virtual-magnon exchange プロトコルを探索・比較し,実際の実験条件下で低温 (t\lesssim 150$ mk) で絡み合った状態を生成するか操作するかについて検討した。 この研究は、スピン量子ビットをマグノン励起で固体に絡める将来の実験を導く。

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