論文の概要: Active spin lattice hyperpolarization: Application to hexagonal boron
nitride color centers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.03334v1
- Date: Fri, 7 Oct 2022 05:42:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-23 08:14:48.367631
- Title: Active spin lattice hyperpolarization: Application to hexagonal boron
nitride color centers
- Title（参考訳）: 活性スピン格子超偏光:六方晶窒化ホウ素色中心への応用
- Authors: F. T. Tabesh, M. Fani, J. S. Pedernales, M. B. Plenio, and M. Abdi
- Abstract要約: 色中心の電子スピンの活発な駆動は、周囲の核スピン浴の過分極の方法として知られている。
ここでは、中心スピンに結合した1次元ハイゼンベルク鎖における様々なスピンカップリングスキームに対するこのアプローチの効率について検討する。
以上の結果から, ホウ素および窒素原子核スピン格子の高偏極化は, 完全熱浴からでも達成可能であることが示唆された。
- 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: The active driving of the electron spin of a color center is known as a
method for the hyperpolarization of the surrounding nuclear spin bath and to
initialize a system with large number of spins. Here, we investigate the
efficiency of this approach for various spin coupling schemes in a
one-dimensional Heisenberg chain coupled to a central spin. To extend our study
to the realistic systems with a large number of interacting spins, we employ an
approximate method based on Holstein-Primakoff transformation. The validity of
the method for describing spin polarization dynamics is benchmarked by the
exact numerics for a small lattice, where the accuracy of the bosonic
Holstein-Primakoff approximation approach is confirmed. We, thus, extend our
analysis to larger spin systems where the exact numerics are out of reach. The
results prove the efficiency of the active driving method when the central spin
interaction with the spin bath is long range and the inter-spin interactions in
the bath spins is large enough. The method is then applied to the realistic
case of optically active negatively charged boron vacancy centers ($V_B$) in
hexagonal boron nitride. Our results suggest that a high degree of
hyperpolarization in the boron and nitrogen nuclear spin lattices is achievable
even starting from a fully thermal bath. As an initialization, our work
provides the first step toward the realization of a two-dimensional quantum
simulator based on natural nuclear spins and it can prove useful for extending
the coherence time of the $V_B$ centers.
- Abstract（参考訳）: 色中心の電子スピンの活発な駆動は、周囲の核スピン浴の過分極の方法として知られ、多数のスピンを持つ系を初期化する。
本稿では,一次元ハイゼンベルク鎖を中心スピンに結合した様々なスピンカップリングスキームに対するこのアプローチの効率性について検討する。
多数の相互作用するスピンを持つ現実的なシステムに研究を拡張するために、ホルシュタイン・プリマコフ変換に基づく近似手法を用いる。
スピン偏極ダイナミクスを記述する方法の妥当性は、ボソニックホルスタイン-プリマコフ近似の精度が確認された小さな格子の正確な数値によってベンチマークされる。
したがって、我々は解析を、正確な数値が到達できないより大きなスピン系にまで拡張する。
その結果, スピン浴と中心スピン相互作用が長く, スピン間相互作用が十分に大きい場合には, アクティブ駆動法の有効性が証明された。
この方法は、六方晶窒化ホウ素中の光学活性負電荷ホウ素空孔中心(V_B$)の現実的な場合に適用される。
以上の結果から, ホウ素および窒素核スピン格子の高偏極化は, 完全熱浴からでも達成可能であることが示唆された。
初期化として、自然核スピンに基づく2次元量子シミュレータの実現に向けた最初のステップを提供し、これは$V_B$センターのコヒーレンス時間を拡張するのに役立つ。
関連論文リスト
- Blueprint for efficient nuclear spin characterization with color center [0.0]
固体の核スピンは、スケーラブルな量子ハードウェアを開発するための有望な道を提供する。
個々の核スピンのキャラクタリゼーションは、超微細結合の強さによって特性化のプロトコルが異なるため、非常に困難である。
我々は、各原子核と電子スピンの間の超微粒子相互作用を決定するためのより簡単なアプローチを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-12T22:54:52Z) - Unitary and efficient spin squeezing in cavity optomechanics [12.2314512523428]
光学キャビティに結合したダイヤモンドナノ構造において, 多数の窒素空孔中心のスピン圧縮状態を生成する手法を提案する。
特定の条件下では、スピンスピン非線形相互作用を増強する可能性があることが判明した。
スピン脱落と緩和のノイズ効果を考慮すると,提案手法は不完全性に対して頑健であることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-28T03:19:26Z) - Spin squeezing generated by the anisotropic central spin model [0.28101605533398166]
異方性中心スピン系におけるスピンスクイーズと量子相転移について検討する。
このような中心スピン系は、中心スピンとスピン浴の間の遷移の比が無限大になる極限において、異方性リプキン-メシュコフ-グリックモデルにマッピングできる。
この研究はスピンスクイーズ状態を生成するための有望なスキームを提供し、量子センシングの潜在的な進歩の道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-19T12:11:56Z) - Control of an environmental spin defect beyond the coherence limit of a central spin [79.16635054977068]
電子スピンレジスタのサイズを拡大するためのスケーラブルなアプローチを提案する。
我々は, 中心NVのコヒーレンス限界外における未知電子スピンの検出とコヒーレント制御を実証するために, このアプローチを実験的に実現した。
我々の研究は、ナノスケールセンシングを推進し、誤り訂正のための相関ノイズスペクトロスコピーを有効にし、量子通信のためのスピンチェーン量子ワイヤの実現を促進するため、より大きな量子レジスタを工学的に開発する方法を開拓する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T17:55:16Z) - Quantum phase transition in XXZ central spin model [7.229913921849519]
一般に、量子相転移(QPT)は熱力学の極限でのみ起こる。
我々は、中心スピンモデルが極限における正規から超ラジアント相転移を示すことを示す。
この研究は、クビットスピン系とクビットフィールド系の間の新しい接続を構築し、中心スピン系における臨界性強化量子センシングの実現を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-09T04:25:35Z) - Rapidly enhanced spin polarization injection in an optically pumped spin
ratchet [49.1301457567913]
高速分極可能な電子を利用してスピン注入速度を向上する戦略について報告する。
ダイヤモンド中の13C原子核に偏極を注入する窒素空孔中心電子のモデル系でこれを実証する。
スピンラチェット偏光伝達機構により、スピン注入速度を2桁以上向上させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-14T08:23:10Z) - Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy [62.997667081978825]
固体系において確立されたツールである時間依存性光電子分光法を低温原子量子シミュレーターに応用することを提案する。
1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションで、スピノンが非占有状態の効率的なバンド構造に出現し始めることを示す。
ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-27T18:00:02Z) - Anisotropic electron-nuclear interactions in a rotating quantum spin
bath [55.41644538483948]
スピンバス相互作用は強い異方性を持ち、高速な物理的回転は長い間、固体核磁気共鳴に用いられてきた。
窒素空孔中心の電子スピンと13ドルCの核スピンとの相互作用がシステムにデコヒーレンスをもたらすことを示す。
我々の発見は、量子制御における物理回転の利用に関する新たな知見を提供し、固定されていない運動度と回転度を持つ量子系に意味を持つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-16T06:15:00Z) - A multiconfigurational study of the negatively charged nitrogen-vacancy
center in diamond [55.58269472099399]
広帯域ギャップ半導体の深い欠陥は、量子センシングと情報応用を実現するための主要な量子ビット候補として現れている。
ここでは、単一粒子処理とは異なり、伝統的に原子/分子に予約されていた多重構成量子化学法は、これらの欠陥中心の電子状態の多体特性を正確に記述する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-24T01:49:54Z) - Coherence of an extended central spin model with a coupled spin bath [5.7111787284199576]
浴室スピン間の等方的近接-隣接スピン交換相互作用を有する拡張中心スピンモデルについて検討した。
浴室スピン間のカップリングが反強磁性である場合、中心スピンは低温でのコヒーレンスと偏極が良好である。
中心スピンの初期状態が非偏極化されているとき、デファス現象が特定される。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-05T10:06:08Z) - Optically pumped spin polarization as a probe of many-body
thermalization [50.591267188664666]
ダイヤモンド中の13Cのスピン拡散ダイナミクスについて検討し, 発色中心の光スピンポンピングにより室温で動的に偏光する。
核スピン浴中は熱接触が良好であり、超微細結合強度とは実質的に無関係である。
この結果から, 浴室内部の相互作用を制御し, システム内の熱化の開始を調査する興味深い機会が得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-01T23:16:33Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。