論文の概要: Optically detected magnetic resonance with an open source platform
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.00005v2
- Date: Thu, 5 Jan 2023 20:53:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-15 03:51:37.129292
- Title: Optically detected magnetic resonance with an open source platform
- Title（参考訳）: オープンソースプラットフォームを用いた光検出磁気共鳴
- Authors: Hossein Babashah, Hoda Shirzad, Elena Losero, Valentin Goblot,
Christophe Galland, Mayeul Chipaux
- Abstract要約: 固体環境における局在電子スピンは、量子センシング、気象学、量子情報処理のための汎用的なプラットフォームを形成する。
光によって検出された磁気共鳴(ODMR)により、室温まで高度にコヒーレントなスピン系を準備および読み出すことができる。
本稿では,ODMRの新参者の学習曲線を様々な科学的背景から引き上げ,実験開発時間を最適化し,共通の計測落とし穴を回避し,革新的な実験を行うための効率的でポータブルで協調的なインターフェースを提供することを目的とする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Localized electronic spins in solid-state environments form versatile and
robust platforms for quantum sensing, metrology and quantum information
processing. With optically detected magnetic resonance (ODMR), it is possible
to prepare and readout highly coherent spin systems, up to room temperature,
with orders of magnitude enhanced sensitivities and spatial resolutions
compared to induction-based techniques, allowing single spin manipulation.
While ODMR was first observed in organic molecules, many other systems have
since then been identified. Among them is the nitrogen-vacancy (NV) center in
diamond, which is used both as a nanoscale quantum sensor for external fields
and as a spin qubit. Other systems permitting ODMR are rare earth ions used as
quantum memories and many other color centers trapped in bulk or 2-dimensional
host materials. In order to allow the broadest possible community of
researchers and engineers to investigate and develop novel ODMR-based materials
and applications, we review here the setting up of ODMR experiments using
commercially available hardware. We also present in detail a dedicated
collaborative open-source interface named Qudi and describe new added features
that can speed-up data acquisition, relax instrument requirements and extend
its applicability to ensemble measurements. Covering both hardware and software
development, this article aims to steepen the learning curve of newcomers in
ODMR from a variety of scientific backgrounds, optimize the experimental
development time, preempt the common measurement pitfalls, and provide an
efficient, portable and collaborative interface to implement innovative
experiments.
- Abstract（参考訳）: 固体環境における局在電子スピンは、量子センシング、気象学、量子情報処理のための汎用的で堅牢なプラットフォームを形成する。
光によって検出された磁気共鳴(ODMR)により、高コヒーレントなスピン系を最大室温まで準備および読み出しが可能となり、誘導法に比べて感度と空間分解能が大幅に向上し、単一のスピン操作が可能となった。
ODMRは初めて有機分子で観測されたが、その後多くの他の系が同定された。
そのうちの1つは、ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心であり、外部磁場のナノスケール量子センサーやスピン量子ビットとして使われている。
odmrを許容する他のシステムは、量子記憶として使われる希土類イオンや、バルクまたは2次元ホスト材料に閉じ込められた多くの色中心である。
研究者や技術者のコミュニティが、新しいODMRベースの材料や応用を研究・開発できるようにするため、商用ハードウェアを用いたODMR実験のセットアップについて概説する。
また、qudiという専用のオープンソースインターフェースを詳細に紹介し、データ取得のスピードアップ、機器要件の緩和、アンサンブル測定への適用性の拡張が可能な新機能について説明する。
本稿では、ハードウェアとソフトウェア開発の両方をカバーし、様々な科学的背景からODMRの初心者の学習曲線を絞り込み、実験開発時間を最適化し、共通の計測落とし穴を回避し、革新的な実験を実施するための効率的でポータブルで協調的なインターフェースを提供することを目的とする。
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