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。
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