論文の概要: Demonstration of electron-nuclear decoupling at a spin clock transition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.05185v2
• Date: Sun, 13 Nov 2022 16:12:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-27 04:09:00.234840
• Title: Demonstration of electron-nuclear decoupling at a spin clock transition
• Title（参考訳）: スピンクロック遷移における電子-核デカップリングの実証
• Authors: Krishnendu Kundu, Jia Chen, Silas Hoffman, Jonathan Marbey, Dorsa Komijani, Yan Duan, Alejandro Gaita-Ari\~no, Xiao-Guang Zhang, Hai-Ping Cheng, Stephen Hill
• Abstract要約: クロック遷移は磁気ノイズから分子スピン量子ビットを保護する。 核自由度への線形結合は、電子コヒーレンスの変調と崩壊を引き起こす。 核浴への量子情報漏洩がないことは、他のデコヒーレンス源を特徴づける機会を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 54.088309058031705
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The ability to design quantum systems that decouple from environmental noise sources is highly desirable for development of quantum technologies with optimal coherence. The chemical tunability of electronic states in magnetic molecules combined with advanced electron spin resonance techniques provides excellent opportunities to address this problem. Indeed, so-called clock transitions (CTs) have been shown to protect molecular spin qubits from magnetic noise, giving rise to significantly enhanced coherence. Here we conduct a spectroscopic and computational investigation of this physics, focusing on the role of the nuclear bath. Away from the CT, linear coupling to the nuclear degrees of freedom causes a modulation and decay of electronic coherence, as quantified via electron spin echo signals generated experimentally and $\textit{in silico}$. Meanwhile, the effective hyperfine interaction vanishes at the CT, resulting in electron-nuclear decoupling and an absence of quantum information leakage to the nuclear bath, providing opportunities to characterize other decoherence sources.
• Abstract（参考訳）: 環境ノイズ源から分離した量子システムを設計する能力は、最適なコヒーレンスを持つ量子技術の開発に非常に望ましい。 磁気分子中の電子状態の化学チューナビリティと高度な電子スピン共鳴技術の組み合わせは、この問題に対処する優れた機会を提供する。 実際、いわゆるクロック遷移(cts)は分子スピン量子ビットを磁気ノイズから保護し、コヒーレンスを著しく向上させることが示されている。 ここでは、この物理の分光学的および計算的研究を行い、核浴の役割に焦点を当てる。 ctから遠ざかれば、線状結合から核自由度への結合は電子コヒーレンスの変調と減衰を引き起こし、電子スピンエコー信号によって実験的に定量化され、$\textit{in silico}$ となる。 一方、効率的な超微細相互作用はCTで消滅し、電子核の疎結合と核浴への量子情報漏洩が欠如し、他の脱コヒーレンス源を特徴づける機会を与える。

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