論文の概要: Long-lived valley states in bilayer graphene quantum dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.00980v1
• Date: Mon, 3 Apr 2023 13:48:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-04 15:11:27.395183
• Title: Long-lived valley states in bilayer graphene quantum dots
• Title（参考訳）: 二層グラフェン量子ドットにおける長寿命バレー状態
• Authors: Rebekka Garreis and Chuyao Tong and Jocelyn Terle and Max Josef Ruckriegel and Jonas Daniel Gerber and Lisa Maria G\"achter and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Thomas Ihn and Klaus Ensslin and Wei Wister Huang
• Abstract要約: ゲート定義のBLG量子ドットデバイスは、高品質なスピンとバレー量子状態にアクセスするための汎用的なビルディングブロックとして確立されている。 谷の州は99,text%$よりもはるかに高い忠実度で区別でき、谷の三重項と一重項の間の非常に長い緩和時間を報告できる。 バレー状態の分離への我々のアプローチは、コヒーレントなバレー・クビット振動を測定するための道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.31458406135473804
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Bilayer graphene (BLG) is emerging as a promising host material for electrically controllable qubits in a two-dimensional system. Of particular interest is the ability to encode quantum information not only as spin qubits but also in the so-called valley degree of freedom, a two-fold orbital degeneracy that arises from the symmetry of the hexagonal Bravais lattice. Known spin-mixing and orbital-mixing mechanisms are unlikely to be at work for valleys. Moreover, the topological nature of valley states in BLG promises unique routes for coherent qubit manipulation. Gate-defined BLG quantum-dot devices have been recently established as a versatile building block for accessing high-quality spin and valley quantum states. However, measurements of the relaxation time of valley states -- which ultimately limits these qubits' coherence properties and therefore their suitability as practical qubits -- remained so far elusive. Here we report the first measurement of the characteristic relaxation times of spin and valley states, obtained in a high-quality BLG device containing gate-defined double quantum dots. We show that valley states can be distinguished with a fidelity of well above $99\,\text{%}$ and report remarkably long relaxation time between valley triplets and singlets, exceeding $500\,\text{ms}$ at $B=250\,\text{mT}$, more than one order of magnitude longer than the relaxation times we measure for spin states. Our approach to isolating valley states paves the way to measuring coherent valley-qubit oscillations and, in combination with the recently demonstrated electrical tunability of the valley $g$-factor, could provide a practical platform for the electrical control of long-lived valley qubits in BLG.
• Abstract（参考訳）: 二層グラフェン(blg)は、2次元系における電気制御可能な量子ビットのための有望なホスト材料として出現している。 特に興味深いのは、量子情報をスピン量子ビットとしてだけでなく、六角形ブラベイ格子の対称性から生じる2次元の軌道縮退、いわゆるバレー自由度でエンコードする能力である。 既知のスピン混合と軌道混合のメカニズムは、バレーで機能する可能性は低い。 さらに、BLGにおけるバレー州のトポロジカルな性質は、コヒーレント量子ビット操作のためのユニークな経路を約束する。 ゲート定義のBLG量子ドットデバイスは、近年、高品質なスピンとバレー量子状態にアクセスするための汎用的なビルディングブロックとして確立されている。 しかし、これらの量子ビットのコヒーレンス特性を最終的に制限し、実用的な量子ビットとしての適合性を制限したバレー状態の緩和時間の測定は、これまでにも残っていない。 ここでは、ゲート定義二重量子ドットを含む高品質なBLGデバイスで得られたスピンおよびバレー状態の特性緩和時間を初めて測定する。 谷の状態は99\,\text{%}$よりはるかに高い忠実度で区別でき、また、谷三重項と一重項の間の非常に長い緩和時間(500\,\text{ms}$=B=250\,\text{mT}$)はスピン状態の緩和時間よりも1桁長くなる。 バレー状態の孤立化に対する我々のアプローチは、コヒーレント・バレー・クビット振動の測定方法を舗装し、最近実証された谷の電気的チューニング性と組み合わせることで、BLGの長寿命バレー・クビットの電気的制御のための実用的なプラットフォームを提供することができる。

関連論文リスト

• Observation of string breaking on a (2 + 1)D Rydberg quantum simulator [59.63568901264298]
  プログラム可能な量子シミュレータを用いた合成量子物質中の弦の破れの観測を報告する。 我々の研究は、プログラム可能な量子シミュレーターを用いて高エネルギー物理学における現象を探索する方法を開拓する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-21T22:33:16Z)
• Ultra-long relaxation of a Kramers qubit formed in a bilayer graphene quantum dot [0.15557122832359727]
  2次元スピン・バレー部分空間に符号化された新しいタイプのクビット(クラマーズ・クビット)が利用可能となる。 クラマーズ量子ビットの極長スピンバレー緩和時間が30mathrms$を超えることを示す。 証明された高忠実な単一ショット読み出しと長い緩和時間は、新しい長寿命半導体量子ビットの基礎である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-13T00:08:26Z)
• Phonon-limited valley life times in single-particle bilayer graphene quantum dots [3.8290973039496685]
  2D半導体、グラフェン、二層グラフェンなどのハニカム結晶のバレー自由度は、スピンと電荷と共に量子情報のキャリアとして有望である。 ゲート制御された単一粒子量子ドット (QD) は二層グラフェン (BLG) で実証され、スピンおよびバレー量子ビットの実現の道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-26T16:06:04Z)
• Foldy-Wouthuysen transformation and multiwave states of a graphene electron in external fields and free (2+1)-space [91.3755431537592]
  静電場中のグラフェン電子は、非拡散コヒーレントビームを定義する多波長ヘルミテ-ガウス状態に存在する。 エルミート・ガウスビームは自由空間においても存在することが証明されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-07T17:03:00Z)
• Bound state of distant photons in waveguide quantum electrodynamics [137.6408511310322]
  遠い粒子間の量子相関は、量子力学の誕生以来謎のままである。 箱の中の2つの相互作用する粒子の最も単純な1次元のセットアップにおいて、新しい種類の有界量子状態を予測する。 このような状態は導波路量子電磁力学プラットフォームで実現できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-17T09:27:02Z)
• Coherent spin-valley oscillations in silicon [0.0]
  我々は、Siのスピン-バレー結合がSiの電子スピンのコヒーレント制御を可能にすることを示した。 交流磁場や電場を伴わないSi/SiGe二重量子ドットにおける有効単電子スピン状態と2電子スピン状態のコヒーレントなコヒーレントな操作を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-29T18:57:24Z)
• Quantum control of nuclear spin qubits in a rapidly rotating diamond [62.997667081978825]
  固体中の核スピンは環境に弱く結合し、量子情報処理と慣性センシングの魅力的な候補となる。 我々は、原子核スピンコヒーレンス時間よりも高速で1,kHzで物理的に回転するダイヤモンド中の光核スピン偏光と原子核スピンの高速量子制御を実証した。 我々の研究は、それまで到達不可能だったNV核スピンの自由を解放し、量子制御と回転センシングに対する新しいアプローチを解き放つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-27T03:39:36Z)
• Spin-Valley Qubit Dynamics In Exchange Coupled Silicon Quantum Dots [0.0]
  シリコンバレーの州は、シリコン量子ドットで量子情報技術を実現するための重要な障害である。 我々は、交換結合された量子ドットの力学と、バレー自由度の研究に摂動論的分析アプローチを用いる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-02T18:00:20Z)
• Direct measurement of electron intervalley relaxation in a Si/SiGe quantum dot [0.0]
  シリコン中の非縮退したバレー状態は、シリコン系ヘテロ構造における電子力学に大きな影響を与える。 我々は、Si/SiGe量子ドットにおける励起谷状態から基底状態への緩和の観測をゼロ磁場で報告する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-16T22:55:29Z)
• Quantum coherent spin-electric control in a molecular nanomagnet at clock transitions [57.50861918173065]
  ナノスケールでのスピンの電気的制御は、スピントロニクスのアーキテクチャ上の利点を提供する。 分子スピン材料における電場(E-場)感度の最近の実証が注目されている。 これまでに報告された電子場感度はかなり弱く、より強いスピン電結合を持つ分子をどうやって設計するかという問題を引き起こした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-03T09:27:31Z)
• Spin current generation and control in carbon nanotubes by combining rotation and magnetic field [78.72753218464803]
  回転するカーボンナノチューブにおける一様磁場の存在下での弾道電子の量子力学について検討した。 印加された磁場強度と回転速度を適切に組み合わせることで、一方の電流を零に調整し、他方の電流を有限に保ち、スピン電流発生器を発生させることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-20T08:54:56Z)

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。