論文の概要: Blueprint for efficient nuclear spin characterization with color center

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.08107v1
• Date: Mon, 12 Feb 2024 22:54:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-14 17:21:32.719922
• Title: Blueprint for efficient nuclear spin characterization with color center
• Title（参考訳）: 色中心を用いた効率的な核スピンキャラクタリゼーションのためのブループリント
• Authors: Majid Zahedian, Vadim Vorobyov, J\"org Wrachtrup
• Abstract要約: 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。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Nuclear spins in solids offer a promising avenue for developing scalable quantum hardware. Leveraging nearby single-color centers, these spins can be efficiently addressed at the single-site level through spin resonance. However, characterising individual nuclear spins is quite cumbersome since the characterisation protocols may differ depending on the strength of the hyperfine coupling, necessitating tailored approaches and experimental conditions. While modified electron spin Hahn echoes like CPMG and XY8 pulse sequences are commonly employed, they encounter significant limitations in scenarios involving spin-1/2 systems, strongly coupled spins, or nuclear spin baths comprising distinct isotopes. Here, we present a more straightforward approach for determining the hyperfine interactions among each nuclear and the electron spin. This method holds promise across diverse platforms, especially for emerging S=1/2 group IV defects in diamond (e.g., SiV, GeV, SnV, PbV) or silicon (T-centre, P-donors). We provide a theoretical framework and adapt it for color-centers exhibiting various spins. Through simulations conducted on nuclear spin clusters, we evaluate different protocols and compare their performance using the Fisher information matrix and Cramer Rao bounds.
• Abstract（参考訳）: 固体中の核スピンは、スケーラブルな量子ハードウェアの開発に有望な手段を提供する。 近傍の単色中心を利用することで、スピン共鳴によってこれらのスピンを単一部位レベルで効率的に扱うことができる。 しかし、個々の核スピンの特徴付けは、超微粒子カップリングの強さ、調整されたアプローチ、実験条件によって特徴付けプロトコルが異なるため、かなり困難である。 CPMGやXY8パルス配列のような修正された電子スピンのハーンエコーは一般的に用いられるが、スピン1/2系、強い結合スピン、異なる同位体からなる核スピン浴を含むシナリオにおいて、大きな制限を受ける。 ここでは、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示す。 この方法は様々なプラットフォーム、特にダイヤモンド(SiV、GeV、SnV、PbV)やシリコン(T-セントレ、P-ドナー)におけるS=1/2族IV欠陥の出現を約束する。 理論的な枠組みを提供し、様々なスピンを示す色中心に適応する。 核スピンクラスター上でのシミュレーションにより、異なるプロトコルを評価し、fisher information matrix と cramer rao bounds を用いてそれらの性能を比較する。

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