論文の概要: Performance of quantum registers in diamond in the presence of spin impurities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.06234v3
• Date: Wed, 12 Jul 2023 17:03:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-13 20:17:31.621441
• Title: Performance of quantum registers in diamond in the presence of spin impurities
• Title（参考訳）: スピン不純物存在下でのダイヤモンド中の量子レジスタの性能
• Authors: Dominik Maile and Joachim Ankerhold
• Abstract要約: 我々は、NVで構築された最大4つのスピンを持つ小さなスピンレジスタの理論解析を行う。 我々は,GHZ-およびベルゲート演算におけるコヒーレンス特性および忠実度を予測する。 置換窒素または13C$原子からなるスピンバスの体積密度と幾何の影響も考慮に入れている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Nitrogen Vacancy Center in diamond coupled to addressable surrounding nuclear spins forms a versatile building block for future quantum technologies. While previous activities focused on sensing with only a single or very few spins in operation, recently multi-qubit registers have been successfully implemented for quantum information processing. Further progress requires a detailed understanding of the performance of quantum protocols for consecutive gate operations and thus, beyond established treatments for relaxation and dephasing. Here, we provide such a theoretical analysis for a small spin registers with up to four spins built out of NV and environmental constituents in presence of ensembles of interacting impurity spins. Adapting a cluster correlation expansion, we predict coherence properties as well as fidelities for GHZ- and Bell-gate operations also in presence of decoupling pulses. The influence of the volume density and the geometry of the spin-bath consisting of the substitutional nitrogen- or $^{13}C$ atoms are also taken into account.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素Vacancy Centerは、将来の量子技術のための汎用的なビルディングブロックを形成している。 これまでのアクティビティでは、単一のスピンかごく少数のスピンのみを検知することに集中していたが、近年、量子情報処理のためにマルチキュービットレジスタがうまく実装されている。 さらなる進歩には、連続ゲート演算のための量子プロトコルの性能の詳細な理解が必要であり、緩和と強調のための確立された処理以上のものが必要となる。 ここでは、NVと環境成分から構成される最大4つのスピンを持つ小さなスピンレジスタに対して、相互作用する不純物スピンのアンサンブルが存在する場合の理論的解析を行う。 クラスタ相関の展開に適応し, パルスのデカップリングの存在下でのGHZ-およびベルゲート演算のコヒーレンス特性および忠実度を予測する。 また、置換窒素または$^{13}c$原子からなるスピンバスの体積密度と形状の影響も考慮される。

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