論文の概要: Ideal refocusing of an optically active spin qubit under strong hyperfine interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.01223v1
• Date: Thu, 2 Jun 2022 18:00:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-10 22:37:46.890475
• Title: Ideal refocusing of an optically active spin qubit under strong hyperfine interactions
• Title（参考訳）: 強超微細相互作用下における光学活性スピン量子ビットの理想的再焦点
• Authors: Leon Zaporski, Noah Shofer, Jonathan H. Bodey, Santanu Manna, George Gillard, Daniel M. Jackson, Martin Hayhurst Appel, Christian Schimpf, Saimon Covre da Silva, John Jarman, Geoffroy Delamare, Gunhee Park, Urs Haeusler, Evgeny A. Chekhovich, Armando Rastelli, Dorian A. Gangloff, Mete Atat\"ure, and Claire Le Gall
• Abstract要約: 格子整合GaAs-AlGaAs量子ドットデバイスを用いたひずみ不均一性の除去は、電子スピンコヒーレンスを約2桁長くなることを示す。 本研究は,高コヒーレントなスピン光子界面の基礎となる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.48730499243678804
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Combining highly coherent spin control with efficient light-matter coupling offers great opportunities for quantum communication and networks, as well as quantum computing. Optically active semiconductor quantum dots have unparalleled photonic properties, but also modest spin coherence limited by their resident nuclei. Here, we demonstrate that eliminating strain inhomogeneity using lattice-matched GaAs-AlGaAs quantum dot devices prolongs the electron spin coherence by nearly two orders of magnitude, beyond 0.113(3) ms. To do this, we leverage the 99.30(5)% fidelity of our optical pi-pulse gates to implement dynamical decoupling. We vary the number of decoupling pulses up to N = 81 and find a coherence time scaling of N^{0.75(2)}. This scaling manifests an ideal refocusing of strong interactions between the electron and the nuclear-spin ensemble, holding the promise of lifetime-limited spin coherence. Our findings demonstrate that the most punishing material science challenge for such quantum-dot devices has a remedy, and constitute the basis for highly coherent spin-photon interfaces.
• Abstract（参考訳）: 高コヒーレントなスピン制御と効率的な光-物質結合を組み合わせることは、量子通信とネットワーク、および量子コンピューティングにとって大きな機会となる。 光学活性な半導体量子ドットは非平行なフォトニック特性を持つが、その存在核によって制限されたスピンコヒーレンスも小さい。 ここでは格子整合GaAs-AlGaAs量子ドットを用いたひずみ不均一性の除去が0.113(3)msを超える2桁の電子スピンコヒーレンスを延長することを示した。 我々は、N = 81までデカップリングパルスの数を変え、N^{0.75(2)} のコヒーレンス時間スケーリングを求める。 このスケーリングは、電子と核スピンアンサンブルの間の強い相互作用の理想的な再焦点を示し、寿命制限されたスピンコヒーレンスを約束する。 以上の結果から,量子ドットデバイスに対する最も罰的な物質科学の課題は治療であり,高いコヒーレントなスピン光子界面の基礎となっている。

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