論文の概要: All-optical noise spectroscopy of a solid-state spin

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.03405v4
• Date: Mon, 27 Feb 2023 15:19:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-15 20:50:14.296499
• Title: All-optical noise spectroscopy of a solid-state spin
• Title（参考訳）: 固体スピンの全光ノイズ分光
• Authors: Demitry Farfurnik, Harjot Singh, Zhouchen Luo, Allan S. Bracker, Samuel G. Carter, Robert M. Pettit, and Edo Waks
• Abstract要約: ノイズスペクトロスコピーはスピン系の基本ノイズ源を解明する。 マイクロ波力の弱さがスピンのラビ回転を発生させるには、マイクロ波場に依存する既存のノイズスペクトロスコピー技術は実現不可能である。 ここでは、ノイズスペクトロスコピーを行うための代替の全光学的アプローチを示す。
• 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: Noise spectroscopy elucidates the fundamental noise sources in spin systems, thereby serving as an essential tool toward developing spin qubits with long coherence times for quantum information processing, communication, and sensing. But existing techniques for noise spectroscopy that rely on microwave fields become infeasible when the microwave power is too weak to generate Rabi rotations of the spin. Here, we demonstrate an alternative all-optical approach to performing noise spectroscopy. Our approach utilizes coherent Raman rotations of the spin state with controlled timing and phase to implement Carr-Purcell-Meiboom-Gill pulse sequences. Analyzing the spin dynamics under these sequences enables us to extract the noise spectrum of a dense ensemble of nuclear spins interacting with a single spin in a quantum dot, which has thus far only been modeled theoretically. By providing spectral bandwidths of over 100 MHz, our approach enables the studies of spin dynamics and decoherence for a broad range of solid-state spin qubits.
• Abstract（参考訳）: ノイズスペクトロスコピーはスピン系の基本ノイズ源を解明し、量子情報処理、通信、センシングのための長いコヒーレンス時間を持つスピン量子ビットを開発するための重要なツールとなる。 しかし、マイクロ波力が弱すぎてスピンのラビ回転が生成できないと、マイクロ波場に依存する既存のノイズスペクトロスコピー技術は実現できない。 ここでは、ノイズスペクトロスコピーを行うための代替の全光学的アプローチを示す。 スピン状態のコヒーレントラマン回転とタイミングと位相を制御し,carr-purcell-meiboom-gillパルスシーケンスを実装した。 これらの系列の下でスピンダイナミクスを分析することで、量子ドット内の1つのスピンと相互作用する核スピンの密集したアンサンブルのノイズスペクトルを抽出することができる。 100MHz以上の帯域幅を提供することで、スピンダイナミクスとデコヒーレンスを幅広い固体スピン量子ビットに対して研究することができる。

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