論文の概要: Generation of genuine all-way entanglement in defect-nuclear spin systems through dynamical decoupling sequences
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.05580v3
- Date: Sat, 23 Mar 2024 19:39:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-27 04:08:18.523523
- Title: Generation of genuine all-way entanglement in defect-nuclear spin systems through dynamical decoupling sequences
- Title（参考訳）: 動的デカップリング配列による欠陥核スピン系の真の全方向絡み合いの生成
- Authors: Evangelia Takou, Edwin Barnes, Sophia E. Economou,
- Abstract要約: マルチパーティの絡み合った状態は、検知、量子エラー補正、暗号に不可欠な資源である。
ここでは、最小のクロストークで高品質なGHZ$_M$ライクな状態を作成する方法を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Multipartite entangled states are an essential resource for sensing, quantum error correction, and cryptography. Color centers in solids are one of the leading platforms for quantum networking due to the availability of a nuclear spin memory that can be entangled with the optically active electronic spin through dynamical decoupling sequences. Creating electron-nuclear entangled states in these systems is a difficult task as the always-on hyperfine interactions prohibit complete isolation of the target dynamics from the unwanted spin bath. While this emergent cross-talk can be alleviated by prolonging the entanglement generation, the gate durations quickly exceed coherence times. Here we show how to prepare high-quality GHZ$_M$-like states with minimal cross-talk. We introduce the $M$-tangling power of an evolution operator, which allows us to verify genuine all-way correlations. Using experimentally measured hyperfine parameters of an NV center spin in diamond coupled to carbon-13 lattice spins, we show how to use sequential or single-shot entangling operations to prepare GHZ$_M$-like states of up to $M=10$ qubits within time constraints that saturate bounds on $M$-way correlations. We study the entanglement of mixed electron-nuclear states and develop a non-unitary $M$-tangling power which additionally captures correlations arising from all unwanted nuclear spins. We further derive a non-unitary $M$-tangling power which incorporates the impact of electronic dephasing errors on the $M$-way correlations. Finally, we inspect the performance of our protocols in the presence of experimentally reported pulse errors, finding that XY decoupling sequences can lead to high-fidelity GHZ state preparation.
- Abstract（参考訳）: マルチパーティの絡み合った状態は、検知、量子エラー補正、暗号に欠かせない資源である。
固体中の色中心は、動的デカップリング配列を通じて光学活性電子スピンと絡み合うことができる核スピンメモリが利用可能なため、量子ネットワークの先駆的なプラットフォームの一つである。
これらの系で電子核の絡み合った状態を作り出すことは、常にオンの超微細な相互作用が望ましくないスピン浴からターゲットのダイナミクスを完全に分離することを禁止しているため、難しい課題である。
この突発的なクロストークは絡み合いの発生を延長することで緩和できるが、ゲート持続時間はコヒーレンス時間を超える。
ここでは、最小のクロストークで高品質なGHZ$_M$ライクな状態を作成する方法を示す。
我々は進化作用素の$M$-tanglingパワーを導入し、真の全方向相関を検証できる。
炭素13格子スピンに結合したダイヤモンド中のNV中心スピンの超微粒子パラメータを実験的に測定し、GHZ$_M$-like状態の最大$M=10$-qubitsをM$-way相関で飽和する時間制約で生成する方法を示す。
我々は、混合電子核状態の絡み合いを研究し、不要なすべての核スピンから生じる相関関係を捉えるために、M$-Tanglingの非単位のパワーを開発する。
さらに、M$-way相関に対する電子的デファーズエラーの影響を組み込んだ非単位の$M$-tanglingパワーを導出する。
最後に,実験により報告されたパルスエラーの存在下でのプロトコルの性能を検証し,XYデカップリング配列が高忠実度GHZ状態生成に繋がることを示した。
関連論文リスト
- Competing excitation quenching and charge exchange in ultracold Li-Ba$^+$ collisions [0.8424060927340924]
ハイブリッド原子イオン系は、化学反応を研究するためのリッチで強力なプラットフォームである。
5d,2D_3/2,5/2$の準安定状態で合成された138ドルBa$+$イオンの衝突を量子縮退に近い基底状態6$Liガスで調べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-23T05:23:59Z) - Blueprint for efficient nuclear spin characterization with color center [0.0]
固体の核スピンは、スケーラブルな量子ハードウェアを開発するための有望な道を提供する。
個々の核スピンのキャラクタリゼーションは、超微細結合の強さによって特性化のプロトコルが異なるため、非常に困難である。
我々は、各原子核と電子スピンの間の超微粒子相互作用を決定するためのより簡単なアプローチを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-12T22:54:52Z) - Wigner-molecularization-enabled dynamic nuclear field programming [2.545763876632975]
GaAs二重QDにおける人工三電子WMと核環境との間のスピン移動の効率的な制御を示す。
We confirmed the multiplet spin structure of a WM, weaving the way to active control of new correlation electron state for application for mesoscopic environment engineering。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-24T04:14:16Z) - Precise control of entanglement in multinuclear spin registers coupled
to defects [0.0]
量子ネットワークは、セキュアな通信、量子センシングの強化、分散コンピューティングといった量子情報処理において必須の役割を果たす。
量子ネットワークの最も成熟し有望なプラットフォームは、ダイヤモンドの窒素空孔中心や固体の他の色中心である。
ネットワーク用途にこれらのシステムを使用する際の課題の1つは、電子と核スピンレジスタ間の絡み合いを制御的に操作することである。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-17T17:20:54Z) - High cooperativity coupling to nuclear spins on a circuit QED
architecture [0.0]
核スピンは、磁気ノイズと潜在的に長いコヒーレンス時間から隔離されるため、量子ビットまたは量子ビットを符号化する候補である。
我々は[Yb(trensal)]分子中の173$Yb(III)核スピン状態と超伝導キャビティとのカップリングについて検討した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-02T09:18:54Z) - Nuclei with up to $\boldsymbol{A=6}$ nucleons with artificial neural
network wave functions [52.77024349608834]
人工ニューラルネットワークを用いて、核の波動関数をコンパクトに表現する。
高精度な超球面調和法を用いて, それらの結合エネルギー, 点核子密度, ラジイをベンチマークした。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-15T23:02:39Z) - Demonstration of electron-nuclear decoupling at a spin clock transition [54.088309058031705]
クロック遷移は磁気ノイズから分子スピン量子ビットを保護する。
核自由度への線形結合は、電子コヒーレンスの変調と崩壊を引き起こす。
核浴への量子情報漏洩がないことは、他のデコヒーレンス源を特徴づける機会を与える。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-09T16:23:47Z) - 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) - Deterministic single-atom source of quasi-superradiant $N$-photon pulses [62.997667081978825]
スキームは、励起状態の超微細分裂よりもはるかに大きく、原子遷移から切り離されたレーザーと空洞場で動作する。
これにより、基底超微粒子レベルの全角運動量によって決定される集合スピンを持つ、単純で空洞を損傷したTavis-Cummingsモデルへのダイナミクスの還元が可能となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-01T03:55:27Z) - Probing the coherence of solid-state qubits at avoided crossings [51.805457601192614]
本研究では,核スピン浴と相互作用する常磁性欠陥の量子力学について検討した。
提案された理論的アプローチは、第一原理からスピン量子ビットのコヒーレンス特性を設計する方法を舗装する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-21T15:37:59Z) - A multiconfigurational study of the negatively charged nitrogen-vacancy
center in diamond [55.58269472099399]
広帯域ギャップ半導体の深い欠陥は、量子センシングと情報応用を実現するための主要な量子ビット候補として現れている。
ここでは、単一粒子処理とは異なり、伝統的に原子/分子に予約されていた多重構成量子化学法は、これらの欠陥中心の電子状態の多体特性を正確に記述する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-24T01:49:54Z)
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。