論文の概要: Dynamical nuclear polarization for dissipation-induced entanglement in NV centers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.13085v2
• Date: Wed, 12 Jul 2023 06:47:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-13 19:44:57.439076
• Title: Dynamical nuclear polarization for dissipation-induced entanglement in NV centers
• Title（参考訳）: nv中心における散逸誘起エンタングルメントの動的核分極
• Authors: Shishir Khandelwal, Shashwat Kumar, Nicolas Palazzo, G\'eraldine Haack, Mayeul Chipaux
• Abstract要約: 本稿では,純粋散逸過程を通じて量子相関を生成するスキームを表す2量子エンタングルメントエンジンを提案する。 ダイヤモンドプラットフォーム上では、2つの窒素空孔(NV)中心の電子スピン遷移が人工原子(量子ビット)の役割を担っている 周囲の炭素13核スピンは、よく定義された温度で熱貯水池の役割を担い、NV中心の量子ビットを通して熱を交換するスピン浴として機能する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.363222978508052
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a practical implementation of a two-qubit entanglement engine which denotes a scheme to generate quantum correlations through purely dissipative processes. On a diamond platform, the electron spin transitions of two Nitrogen-Vacancy (NV) centers play the role of artificial atoms (qubits), interacting through a dipole-dipole Hamiltonian. The surrounding Carbon-13 nuclear spins act as spin baths playing the role of thermal reservoirs at well-defined temperatures and exchanging heat through the NV center qubits. In our scheme, a key challenge is therefore to create a temperature gradient between two spin baths surrounding each NV center, for which we propose the exploit the recent progresses in dynamical nuclear polarization, combined with microscopy superresolution methods. We discuss how these techniques should allow us to initialize such a long lasting out-of-equilibrium polarization situation between them, effectively leading to suitable conditions to run the entanglement engine successfully. Within a quantum master equation approach, we make theoretical predictions using state-of-the-art values for experimental parameters. We obtain promising values for the concurrence, reaching theoretical maxima.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,純粋散逸過程を通じて量子相関を生成するスキームを表す2量子エンタングルメントエンジンの実装を提案する。 ダイヤモンドプラットフォームでは、2つの窒素-原子価(NV)中心の電子スピン遷移が人工原子(量子ビット)の役割を担い、双極子-双極子ハミルトニアンを介して相互作用する。 周囲の炭素13核スピンは、よく定義された温度で熱貯水池の役割を担い、NV中心量子ビットを通して熱を交換するスピン浴として機能する。 そこで本手法では, 各NV中心を囲む2つのスピン浴の間に温度勾配を生じさせることで, 動的核分極の最近の進展と顕微鏡超解像法を併用する手法を提案する。 これらの手法が, 長い平衡偏極状態の初期化を可能にし, 効果的に絡み合いエンジンの動作に適する条件を導出する。 量子マスター方程式のアプローチでは、実験パラメータの最先端値を用いて理論的予測を行う。 我々は、共起の有望な値を得て、理論上の最大値に達する。

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