論文の概要: Steady state entanglement of distant nitrogen-vacancy centers in a
coherent thermal magnon bath
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.00519v2
- Date: Fri, 14 May 2021 20:16:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-01 19:50:08.167749
- Title: Steady state entanglement of distant nitrogen-vacancy centers in a
coherent thermal magnon bath
- Title（参考訳）: コヒーレント熱マグノン浴における遠方窒素空孔中心の定常的絡み合い
- Authors: Kamran Ullah, Emre K\"ose, Mehmet C. Onba\c{s}l{\i}, \"Ozg\"ur E.
M\"ustecapl{\i}o\u{g}lu
- Abstract要約: 極薄イットリウム鉄ガーネット(YIG)ストリップ上で, 遠隔ナノダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心間の安定状態絡み(SSE)について検討した。
マグノンの脱落効果は排除でき, 外部磁場を用いて浴槽を多モード熱状態に変換することが可能である。
- 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: We investigate steady-state entanglement (SSE) between two nitrogen-vacancy
(NV) centers in distant nanodiamonds on an ultrathin Yttrium Iron Garnet (YIG)
strip. We determine the dephasing and dissipative interactions of the qubits
with the quanta of spin waves (magnon bath) in the YIG depending on the qubit
positions on the strip. We show that the magnon's dephasing effect can be
eliminated, and we can transform the bath into a multimode displaced thermal
state using external magnetic fields. Entanglement dynamics of the qubits in
such a displaced thermal bath have been analyzed by deriving and solving the
master equation. An additional electric field is considered to engineer the
magnon dispersion relation at the band edge to control the Markovian character
of the open system dynamics. We determine the optimum geometrical parameters of
the system of distant qubits and the YIG strip to get SSE. Furthermore,
parameter regimes for which the shared displaced magnon bath can sustain
significant SSE against the local dephasing and decoherence of NV centers to
their nuclear spin environments have been determined. Along with SSE, we
investigate the steady-state coherence (SSC) and explain the physical mechanism
of how delayed SSE appears following a rapid generation and sudden death of
entanglement using the interplay of decoherence-free subspace states, system
geometry, displacement of the thermal bath, and enhancement of the qubit
dissipation near the magnon band edge. A non-monotonic relation between bath
coherence and SSE is found, and critical coherence for maximum SSE is
determined. Our results illuminate the efficient use of system geometry, band
edge in bath spectrum, and reservoir coherence to engineer system-reservoir
interactions for robust SSE and SSC.
- Abstract（参考訳）: 極薄イットリウム鉄ガーネット(YIG)ストリップ上における窒素空孔(NV)中心間の安定状態絡み(SSE)について検討した。
帯上の量子ビット位置に応じて,yig内のスピン波(マグノン浴)の量子度と量子ビットの消耗および消散的相互作用を決定する。
また,マグノンの減弱効果を除去でき,外部磁場を用いて浴槽を多モード変位熱状態に変換することができることを示した。
このような熱浴における量子ビットの絡み合いのダイナミクスをマスター方程式の導出と解法により解析した。
追加の電場は、開放系の力学のマルコフ特性を制御するためにバンドエッジにおけるマグノン分散関係を工学的に設計すると考えられている。
遠方量子ビット系の最適幾何パラメータとYIGストリップを用いてSSEを求める。
さらに, 共有交換マグノン浴が核スピン環境に対するNV中心の局所的脱落と脱コヒーレンスに対して重要なSSEを維持できるパラメータ機構が決定された。
SSEとともに, 定常コヒーレンス(SSC)について検討し, 脱コヒーレンスのない部分空間状態の相互作用, システム形状, 熱浴の変位, およびマグノン帯縁付近でのクビット散逸の増大による絡み合いの急激な発生, 急激な死に伴うSSEの出現の物理的メカニズムを説明する。
入浴コヒーレンスとSSEの非単調な関係が発見され、最大SSEに対する臨界コヒーレンスが決定される。
本研究は,ロバストなsseおよびsscのためのシステム・レザーバ間相互作用に対するシステム幾何,バストスペクトルのバンドエッジ,貯留層コヒーレンスの効率的な利用を明らかにした。
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