論文の概要: Generalized scaling of spin qubit coherence in over 12,000 host materials

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.02986v1
• Date: Fri, 5 Feb 2021 03:44:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-12 11:58:50.046234
• Title: Generalized scaling of spin qubit coherence in over 12,000 host materials
• Title（参考訳）: 12,000以上のホスト材料におけるスピン量子コヒーレンスの一般化スケーリング
• Authors: Shun Kanai, F. Joseph Heremans, Hosung Seo, Gary Wolfowicz, Christopher P. Anderson, Sean E. Sullivan, Giulia Galli, David D. Awschalom, and Hideo Ohno
• Abstract要約: クラスター相関展開(CCE)技術は、固体系の欠陥電子スピンの$T$をシミュレートする強力なツールとして登場した。 SiCは量子応用のための顕著なワイドギャップ半導体であり、ワイドギャップ非カルコゲナイドの中では最長のコヒーレンス時間を有する。 さらに700以上のカルコゲナイドがSiCよりも長いT$を持つことが示されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spin defect centers with long quantum coherence times ($T_2$) are key solid-state platforms for a variety of quantum applications. Recently, cluster correlation expansion (CCE) techniques have emerged as a powerful tool to simulate the $T_2$ of defect electron spins in these solid-state systems with good accuracy. Here, based on CCE, we uncover an algebraic expression for $T_2$ generalized for host compounds with dilute nuclear spin baths, which enables a quantitative and comprehensive materials exploration with a near instantaneous estimate of the coherence. We investigate more than 12,000 host compounds at natural isotopic abundance, and find that silicon carbide (SiC), a prominent widegap semiconductor for quantum applications, possesses the longest coherence times among widegap non-chalcogenides. In addition, more than 700 chalcogenides are shown to possess a longer $T_2$ than SiC. We suggest new potential host compounds with promisingly long $T_2$ up to 47 ms, and pave the way to explore unprecedented functional materials for quantum applications.
• Abstract（参考訳）: 長い量子コヒーレンス時間(T_2$)を持つスピン欠陥中心は、様々な量子応用のための重要な固体プラットフォームである。 近年、クラスター相関展開(CCE)技術は、これらの固体系の欠陥電子スピンの$T_2$を精度良くシミュレートする強力なツールとして登場した。 ここではCCEに基づいて、希薄な核スピン浴を持つホスト化合物に対して一般化されたT_2$の代数的表現を明らかにし、コヒーレンスをほぼ瞬時に見積もって定量的かつ包括的な材料探索を可能にする。 天然同位体存在下では12,000以上のホスト化合物を探索し、量子応用の顕著なワイドギャップ半導体である炭化ケイ素(SiC)が、ワイドギャップ非カルコゲナイドの中で最長のコヒーレンス時間を有することを明らかにした。 さらに700以上のカルコゲナイドがSiCよりも長いT_2$を持つことが示されている。 提案する新しいホスト化合物は, 最大47msまでの約$T_2$で, 量子応用のための前例のない機能材料を探索する道を開く。

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