論文の概要: Cavity Quantum Electrodynamics Effects with Nitrogen Vacancy Center Spins in Diamond and Microwave Resonators at Room Temperature

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.10950v1
• Date: Thu, 21 Oct 2021 07:56:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-10 21:48:44.718784
• Title: Cavity Quantum Electrodynamics Effects with Nitrogen Vacancy Center Spins in Diamond and Microwave Resonators at Room Temperature
• Title（参考訳）: ダイヤモンド及びマイクロ波共振器における窒素空孔中心スピンによる室温キャビティ量子電気力学効果
• Authors: Yuan Zhang, Qilong Wu, Shi-Lei Su, Qing Lou, ChongXin Shan, Klaus M{\o}lmer
• Abstract要約: キャビティ量子電磁力学(C-QED)効果は、低温でのマイクロ波共振器におけるダイヤモンド中の窒素空孔中心スピンで実証されている。 室温でのスピンのアンサンブルによる強集合結合と結果のC-QED効果を実現する可能性を示す。 より高い対称性を持つディック状態の集団は、現在入手可能な高品質共振器との強い結合を暗示する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.620106182077669
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Cavity quantum electrodynamics (C-QED) effects, such as Rabi splitting, Rabi oscillations and superradiance, have been demonstrated with nitrogen vacancy center spins in diamond in microwave resonators at cryogenic temperature. In this article we explore the possibility to realize strong collective coupling and the resulting C-QED effects with ensembles of spins at room temperature. Thermal excitation of the individual spins by the hot environment leads to population of collective Dicke states with low symmetry and a reduced collective spin-microwave field coupling. However, we show with simulations that the thermal excitation can be compensated by spin-cooling via optical pumping. The resulting population of Dicke states with higher symmetry implies strong coupling with currently available high-quality resonators and enables C-QED effects at room temperature with potential applications in quantum sensing and quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 空洞量子電磁力学(C-QED)効果(Rabi splitting, Rabi oscillation, Superradiance)は、低温でのマイクロ波共振器におけるダイヤモンド中の窒素空孔中心スピンで実証されている。 本稿では, 室温でのスピンのアンサンブルによる強集合結合とC-QED効果の実現の可能性を検討する。 高温環境下での個々のスピンの熱励起は、低対称性と縮退したスピン-マイクロ波場カップリングを持つ集団ディック状態の集団に繋がる。 しかし,光ポンピングによるスピン冷却により熱励起を補償できることをシミュレーションにより示す。 その結果、高い対称性を持つディッケ状態は、現在利用可能な高品質共振器との強い結合を示し、量子センシングや量子情報処理の潜在的な応用と室温でのc-qed効果を可能にする。

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