論文の概要: Electron-mediated entanglement of two distant macroscopic ferromagnets within a nonequilibrium spintronic device

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.06634v1
• Date: Thu, 13 Oct 2022 00:04:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-22 17:11:01.777361
• Title: Electron-mediated entanglement of two distant macroscopic ferromagnets within a nonequilibrium spintronic device
• Title（参考訳）: 電子を介する非平衡スピントロニクスデバイスにおける2つの遠距離マクロ磁性体の絡み合い
• Authors: A. Suresh, R. D. Soares, P. Mondal, J. P. Santos Pires, J. M. Viana Parente Lopes, Aires Ferreira, A. E. Feiguin, P. Plech\'a\v{c}, B. K. Nikoli\'c
• Abstract要約: 電荷電流パルスは、2つの空間的に分離された強磁性体の局所量子スピンの絡み合わせに利用できると予測する。 電流パルスの注入はスピンバルブ系に豊富な非平衡力学を与える。 これは、伝導電子から量子スピン移動トルク機構を介して局所スピンへのスピン角運動量の移動に起因する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0539847330971805
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Using the nascent concept of quantum spin-transfer torque [A. Zholud et al., Phys. Rev. Lett. {\bf 119}, 257201 (2017); M. D. Petrovi\'{c} et al., Phys. Rev. X {\bf 11}, 021062 (2021)], we predict that a charge current pulse can be harnessed to entangle localized quantum spins of two spatially separated ferromagnets (FMs) within a FM$_p$/NM/FM$_a$ spin-valve spintronic device, where a normal metal (NM) spacer separates a spin-polarizer (FM$_p$) from a spin-analyzer (FM$_a$) FM layer. The injection of a current pulse endows the spin-valve system with rich nonequilibrium dynamics, where a quantum superposition of many-body states places the spatially separated FM layers into a mixed entangled state, after tracing out the degrees of freedom of the conduction electrons. This is due to a transfer of spin angular momentum from conduction electrons to the localized spins via a quantum spin-transfer torque mechanism that remains active even for {\em collinear but antiparallel} arrangements of the FM$_p$ and FM$_a$ magnetizations, a situation in which the conventional spin-torque is absent. The dynamical build-up of mixed-state entanglement between the FM layers is quantified by calculating the mutual logarithmic negativity, entanglement entropy and mutual information over time via fully quantum many-body approaches. The effect of decoherence on our scheme, the use of multi-electron pulses and the scaling with system size are also analyzed in an effort to ascertain the robustness of our predictions under realistic experimental conditions. Finally, we propose a ``current-pump/X-ray-probe'' scheme, utilizing ultrafast X-ray spectroscopy, which can witness nonequilibrium entanglement of the FM layers by extracting their time-dependent quantum Fisher information.
• Abstract（参考訳）: 量子スピン移動トルクの創生概念を用いて [in japanese] Zholud et al., Phys. Rev. Lett. bf 119}, 257201 (2017); M. D. Petrovi\'{c} et al., Phys。 rev. x {\bf 11}, 021062 (2021)] では、通常の金属(nm)スペーサがスピン偏光子(fm$_p$)とスピンアナライザー(fm$_a$)を分離するfm$_p$/nm/fm$_a$スピンバルブスピントロンデバイス内の2つの空間分離された強磁性体(fms)の局所化された量子スピンを絡み合うために電荷電流パルスを利用することができると予測する。 電流パルスの注入はスピンバルブ系に豊富な非平衡力学を持ち、多体状態の量子重ね合わせでは、伝導電子の自由度を追跡した後、空間的に分離されたFM層を混合絡み合った状態にする。 これは、導電電子から局在スピンへのスピン角運動量移動が、fm$_p$ と fm$_a$ の磁化の共線形配置においてもアクティブな量子スピン移動トルク機構を介して行われるためであり、従来のスピントルクが存在しない状況である。 fm層間の混合状態絡み合いの動的構築は、完全量子多体アプローチによる相互対数ネガティビティ、絡み合いエントロピー、相互情報を計算することによって定量化される。 提案手法におけるデコヒーレンスの影響,マルチ電子パルスの使用,およびシステムサイズによるスケーリングについても,現実的な実験条件下での予測の堅牢性を確認するために検討した。 最後に, FM層の非平衡な絡み合いを観測できる超高速X線分光法を用いて, 時間依存性の量子フィッシャー情報を抽出する「電流励起/X線プローブ」方式を提案する。

関連論文リスト

• Spin Current Density Functional Theory of the Quantum Spin-Hall Phase [59.50307752165016]
  スピン電流密度汎関数理論を量子スピンハル相に適用する。 我々は、SCDFTの電子-電子ポテンシャルにおけるスピン電流の明示的な説明が、ディラックコーンの出現の鍵であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-29T20:46:26Z)
• Probing dynamics of a two-dimensional dipolar spin ensemble using single qubit sensor [62.997667081978825]
  ダイヤモンド結晶表面上の電子スピンの2次元アンサンブルにおける個々のスピンダイナミクスを実験的に検討した。 この不規則に緩やかな緩和速度は、強い力学障害の存在によるものであることを示す。 我々の研究は、強く相互作用する無秩序なスピンアンサンブルにおける量子熱化の微視的研究と制御への道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-21T18:00:17Z)
• Phase diagram and post-quench dynamics in a double spin-chain system in transverse fields [4.179207589922213]
  横場における2つの異なる双極子XXZモデルを結合させることにより、おもちゃの多強磁性モデルの物理を研究する。 スピンスピン相互作用は, 鎖間結合が増大するにつれて, 発振周波数が2次的に大きく変化することがわかった。 このことは、電磁双極子を中間体として利用する電場を用いて、磁気スピン鎖におけるより高速な情報伝達のための限定的な制御機構を示唆している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-15T15:18:01Z)
• The coherence of quantum dot confined electron- and hole-spin in low external magnetic field [0.0]
  スピン純度が複雑な時間振動を行うことを示すのは初めてである。 本研究は量子ドット型多光子源の設計と最適化に不可欠である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-11T12:00:30Z)
• 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)
• Controlled coherent dynamics of [VO(TPP)], a prototype molecular nuclear qudit with an electronic ancilla [50.002949299918136]
  本稿では,[VO(TPP)](バナジルテトラフェニルポルフィリン酸塩)が量子計算アルゴリズムの実装に適していることを示す。 超微細相互作用によって結合された電子スピン1/2を核スピン7/2に埋め込み、どちらも顕著なコヒーレンスによって特徴づけられる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-15T21:38:41Z)
• Effects of the dynamical magnetization state on spin transfer [68.8204255655161]
  スピン偏極電子と局所スピンの動的状態の間の複雑な相互作用は、別々のプロセスに分解できることを示す。 以上の結果から,スピン伝達効率と結果の動的磁化状態の厳密な制御が可能である可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:12:03Z)
• Ab initio Ultrafast Spin Dynamics in Solids [0.7874708385247353]
  一般固体系の超高速スピンダイナミクスをシミュレートするために,リンドブラッド力学に基づく第一原理実時間密度行列法を提案する。 電子電子散乱は室温では無視できるが、n型GaAsのスピン緩和のために低温では支配的になる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-16T02:49:47Z)
• Superradiant phase transition in complex networks [62.997667081978825]
  我々はDicke-Isingモデルに対する超ラジアント位相遷移問題を考える。 正規,ランダム,スケールフリーなネットワーク構造について検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-05T17:40:53Z)

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。