論文の概要: Evidencing the squeezed dark nuclear spin state in lead halide perovskites

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.11460v1
• Date: Thu, 26 Jan 2023 23:11:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-30 16:59:44.963428
• Title: Evidencing the squeezed dark nuclear spin state in lead halide perovskites
• Title（参考訳）: ハロゲン化鉛ペロブスカイトにおける暗黒核スピン状態の証明
• Authors: E. Kirstein, D. S. Smirnov, E. A. Zhukov, D. R. Yakovlev, N. E. Kopteva, D. N. Dirin, O. Hordiichuk, M. V. Kovalenko, and M. Bayer
• Abstract要約: コヒーレントな多体状態は、堅牢でスケーラブルな量子情報処理に非常に有望である。 ここでは、鉛ハロゲン化ペロブスカイト半導体FAPbBr$_3$(FA=ホルマミジニウム)における核スピンアンサンブルのコヒーレント光学的操作を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Coherent many-body states are highly promising for robust and scalable quantum information processing. While far-reaching theoretical predictions have been made for various implementations, direct experimental evidence of their appealing properties can be challenging. Here, we demonstrate coherent optical manipulation of the nuclear spin ensemble in the lead halide perovskite semiconductor FAPbBr$_3$ (FA=formamidinium), targeting a long-postulated collective dark state that is insensitive to optical pumping. Via optical orientation of localized hole spins we drive the nuclear many-body system into an entangled state, requiring a weak magnetic field of only a few Millitesla strength at cryogenic temperatures. During its fast build-up, the nuclear polarization along the optical axis remains small, while the transverse nuclear spin fluctuations are strongly reduced, corresponding to spin squeezing as evidenced by a strong violation of the generalized nuclear squeezing-inequality with $\xi_s < 0.3$. The dark state evidenced in this process corresponds to an approximately 750-body entanglement between the nuclei. Dark nuclear spin states can be exploited to store quantum information benefiting from their long-lived many-body coherence and to perform quantum measurements with a precision beyond the standard limit.
• Abstract（参考訳）: コヒーレント多体状態は、堅牢でスケーラブルな量子情報処理に非常に有望である。 様々な実装で広範囲にわたる理論的予測がなされているが、その魅力の直接実験的な証拠は困難である。 ここでは, 鉛ハロゲン化ペロブスカイト半導体FAPbBr$_3$ (FA=ホルマミジニウム) における核スピンアンサンブルのコヒーレント光学的操作を実証する。 局所的なホールスピンの光学的配向により、核多体系を絡み合った状態に駆動し、低温ではわずか数ミリテスラ強度の弱い磁場を必要とする。 光軸に沿った核偏極は小さいままであるが、逆核スピン揺らぎは、一般化された核偏極性が$\xi_s < 0.3$の強い違反によって証明されたスピンスクイージングに対応するように強く減少する。 この過程で証明された暗黒状態は、核間の約750体の絡み合いに対応する。 暗核スピン状態は、長寿命の多体コヒーレンスから得られる量子情報を保存し、標準限界を超える精度で量子測定を行うために利用することができる。

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