論文の概要: A many-body singlet prepared by a central spin qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.10258v1
• Date: Tue, 24 Jan 2023 19:00:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-26 16:42:48.621192
• Title: A many-body singlet prepared by a central spin qubit
• Title（参考訳）: 中心スピン量子ビットで作製した多体一重項
• Authors: Leon Zaporski, Stijn R. de Wit, Takuya Isogawa, Martin Hayhurst Appel, Claire Le Gall, Mete Atat\"ure, Dorian A. Gangloff
• Abstract要約: 特に、密度の高いスピンアンサンブル内の工学的絡み合いは、それを堅牢な量子メモリや計算プラットフォームに変えることができる。 中心スピンを用いて2つの高密度スピンアンサンブルを純粋な反偏極状態に初期化するプロトコルを提案する。 複数の材料プラットフォームにおけるプロトコル性能を定量化し,現実的なデコヒーレンスが存在する場合でも実装可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Controllable quantum many-body systems are platforms for fundamental investigations into the nature of entanglement and promise to deliver computational speed-up for a broad class of algorithms and simulations. In particular, engineering entanglement within a dense spin ensemble can turn it into a robust quantum memory or a computational platform. Recent experimental progress in dense central spin systems motivates the design of algorithms that use a central-spin qubit as a convenient proxy for the ensemble. Here we propose a protocol that uses a central spin to initialize two dense spin ensembles into a pure anti-polarized state and from there creates a many-body entangled state -- a singlet -- from the combined ensemble. We quantify the protocol performance for multiple material platforms and show that it can be implemented even in the presence of realistic levels of decoherence. Our protocol introduces an algorithmic approach to preparation of a known many-body state and to entanglement engineering in a dense spin ensemble, which can be extended towards a broad class of collective quantum states.
• Abstract（参考訳）: 制御可能な量子多体システムは、絡み合いの性質に関する基礎研究のためのプラットフォームであり、幅広い種類のアルゴリズムとシミュレーションのために計算速度を上げることを約束する。 特に、密度の高いスピンアンサンブル内のエンジニアリングの絡み合いは、それを堅牢な量子メモリや計算プラットフォームに変えることができる。 近年の高密度中心スピンシステムの実験的進歩は、中心スピン量子ビットをアンサンブルの便利なプロキシとして用いるアルゴリズムの設計を動機付けている。 ここでは、中心スピンを用いて2つの高密度スピンアンサンブルを純粋な反偏極状態に初期化し、そこから結合されたアンサンブルから多体絡み状態(シングルト)を生成するプロトコルを提案する。 我々は,マルチマテリアルプラットフォームのプロトコル性能を定量化し,現実的なデコヒーレンスレベルが存在する場合でも実装可能であることを示す。 このプロトコルでは、既知の多体状態の合成と密なスピンアンサンブルにおける絡み合い工学へのアルゴリズム的アプローチを導入し、より広範な量子状態のクラスに拡張することができる。

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