論文の概要: Coherent microwave, optical, and mechanical quantum control of spin
qubits in diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.06431v1
- Date: Mon, 11 Dec 2023 14:55:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-12 15:20:02.574026
- Title: Coherent microwave, optical, and mechanical quantum control of spin
qubits in diamond
- Title(参考訳): ダイヤモンド中のスピン量子ビットのコヒーレントマイクロ波、光学及び機械量子制御
- Authors: Laura Orphal-Kobin, Cem G\"uney Torun, Julian M. Bopp, Gregor Pieplow,
and Tim Schr\"oder
- Abstract要約: Diamondは量子ネットワークアプリケーションのための、非常に有望なプラットフォームとして登場した。
本総説では, 現状, 課題, 今後の課題について概観する。
キャビティを介するスピンフォトン相互作用やスピンフォノン相互作用に基づく機械制御などの新興手法を要約する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Diamond has emerged as a highly promising platform for quantum network
applications. Color centers in diamond fulfill the fundamental requirements for
quantum nodes: they constitute optically accessible quantum systems with
long-lived spin qubits. Furthermore, they provide access to a quantum register
of electronic and nuclear spin qubits and they mediate entanglement between
spins and photons. All these operations require coherent control of the color
center's spin state. This review provides a comprehensive overview of the
state-of-the-art, challenges, and prospects of such schemes, including, high
fidelity initialization, coherent manipulation, and readout of spin states.
Established microwave and optical control techniques are reviewed, and
moreover, emerging methods such as cavity-mediated spin-photon interactions and
mechanical control based on spin-phonon interactions are summarized. For
different types of color centers, namely, nitrogen-vacancy and group-IV color
centers, distinct challenges persist that are subject of ongoing research.
Beyond fundamental coherent spin qubit control techniques, advanced
demonstrations in quantum network applications are outlined, for example, the
integration of individual color centers for accessing (nuclear) multi-qubit
registers. Finally, we describe the role of diamond spin qubits in the
realization of future quantum information applications.
- Abstract(参考訳): Diamondは量子ネットワークアプリケーションのための非常に有望なプラットフォームとして登場した。
ダイヤモンドのカラーセンターは量子ノードの基本的な要件を満たす: 長寿命スピン量子ビットを持つ光学的にアクセス可能な量子システムを構成する。
さらに、電子及び核スピン量子ビットの量子レジスタへのアクセスを提供し、スピンと光子の絡み合いを媒介する。
これらの操作はすべてカラーセンターのスピン状態のコヒーレントな制御を必要とする。
このレビューは、高忠実度初期化、コヒーレント操作、スピン状態の読み出しを含む、そのようなスキームの最先端、挑戦、展望の包括的な概要を提供する。
確立されたマイクロ波および光制御技術について概説し、また、空洞を介するスピンフォトン相互作用やスピンフォノン相互作用に基づく機械的制御といった新しい手法を概説する。
異なるタイプの色中心、すなわち窒素空白とグループivカラーセンターでは、現在進行中の研究の対象となっている異なる課題が続いている。
基本的なコヒーレントスピン量子ビット制御技術を超えて、量子ネットワークアプリケーションにおける高度なデモンストレーションは、例えば、(核)マルチ量子ビットレジスタにアクセスするための個々のカラーセンターの統合など、概説されている。
最後に,将来の量子情報応用の実現におけるダイヤモンドスピン量子ビットの役割について述べる。
関連論文リスト
- Ultra-high strained diamond spin register with coherent optical link [45.40010446596688]
ダイヤモンドの色中心のような固体スピン欠陥は、スケーラブルで統合された量子技術にとって最も有望な候補である。
ナノダイヤモンド内部の超高ひずみシリコン空洞を利用すれば、液体ヘリウム温度でフォノンによる脱落を緩和しながら、電子スピンのコヒーレントかつ効率的に制御できることを示す。
我々の研究は、将来量子ネットワークレジスタを従来の、確立されたフォトニクスとハイブリッド量子通信システムに統合するための道を開く。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-09-19T10:46:24Z) - Hyperfine Spectroscopy of Isotopically Engineered Group-IV Color Centers
in Diamond [41.911906147129656]
スピンフォトンインタフェースに結合された量子レジスタは、量子通信と情報処理において重要なコンポーネントである。
ダイヤモンド(SiV、GeV、SnV)におけるグループIV色中心は、この応用の有望な候補である。
グループIV色中心の超微粒子パラメータの第一原理予測を行う。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-05-31T20:19:01Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-14T08:34:11Z) - Hybrid Quantum Nanophotonics: Interfacing Color Center in Nanodiamonds
with Si3N4-Photonics [55.41644538483948]
本章では、ナノダイヤモンドとSi3N4-フォトニクスの色中心に基づくハイブリッド量子フォトニクスの分野における最近の発展について述べる。
このハイブリッドアプローチは、近い将来、量子ネットワークや量子リピータのような量子フォトニクスアプリケーションを実現するための有望な道を提供すると我々は信じている。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-26T08:59:48Z) - Diamond Integrated Quantum Photonics: A Review [0.33827079164159196]
ダイヤモンドの集積量子フォトニクスデバイスは、多くの量子応用にとって大きな可能性を持っている。
これらの装置は、ダイヤモンドの異常な熱、光学、機械的特性の組み合わせの恩恵を受ける。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-18T18:00:07Z) - 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) - Quantum networks based on color centers in diamond [0.0]
ダイヤモンドの色中心を用いた最先端量子ネットワーク実験の概要について概説する。
ダイヤモンドの色中心と他のフォトニック材料を組み合わせた大規模集積デバイスへの道筋について論じる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-05-10T13:19:03Z) - Multidimensional cluster states using a single spin-photon interface
coupled strongly to an intrinsic nuclear register [48.7576911714538]
フォトニッククラスター状態は、測定ベースの量子コンピューティングと損失耐性量子通信のための強力なリソースである。
核レジスタに強く結合した1つの効率的なスピン光子インタフェースを用いた多次元格子クラスター状態の生成を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-26T14:41:01Z) - Entanglement transfer, accumulation and retrieval via quantum-walk-based
qubit-qudit dynamics [50.591267188664666]
高次元システムにおける量子相関の生成と制御は、現在の量子技術の展望において大きな課題である。
本稿では,量子ウォークに基づく移動・蓄積機構により,$d$次元システムの絡み合った状態が得られるプロトコルを提案する。
特に、情報を軌道角運動量と単一光子の偏光度にエンコードするフォトニック実装について述べる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-10-14T14:33:34Z) - Circuit Quantum Electrodynamics [62.997667081978825]
マクロレベルの量子力学的効果は、1980年代にジョセフソン接合型超伝導回路で初めて研究された。
過去20年間で、量子情報科学の出現は、これらの回路を量子情報プロセッサの量子ビットとして利用するための研究を強化してきた。
量子電磁力学(QED)の分野は、今では独立して繁栄する研究分野となっている。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-05-26T12:47:38Z)
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。