論文の概要: Nuclear spin relaxation in solid state defect quantum bits via electron-phonon coupling in their optical excited state

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.19418v2
• Date: Tue, 04 Mar 2025 16:41:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-05 19:10:03.259601
• Title: Nuclear spin relaxation in solid state defect quantum bits via electron-phonon coupling in their optical excited state
• Title（参考訳）: 光励起状態における電子-フォノンカップリングによる固体欠陥量子ビットの核スピン緩和
• Authors: Gergő Thiering, Adam Gali,
• Abstract要約: 我々は、14$Nの核スピンのスピン-格子緩和が、軌道自由度との強い絡み合いにより著しく強化されていることを示す。 我々は、軌道縮退を示す三角欠陥に対して、軌道依存のスピンハミルトニアンを予測するための単純で汎用的なテクスタイブイニシアト方式を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Optically accessible solid state defect spins serve as a primary platform for quantum information processing, where precise control of the electron spin and ancillary nuclear spins is essential for operation. Using the nitrogen-vacancy (NV) color center in diamond as an example, we employ a combined group theory and density functional theory study to demonstrate that spin-lattice relaxation of the $^{14}$N nuclear spin is significantly enhanced due to strong entanglement with orbital degrees of freedom in the $|^3E\rangle$ optical excited state of the defect. This mechanism is common to other solid-state defect nuclear spins with similar optical excited states. Additionally, we propose a straightforward and versatile \textit{ab initio} scheme for predicting orbital-dependent spin Hamiltonians for trigonal defects exhibiting orbital degeneracy.
• Abstract（参考訳）: 光学的にアクセス可能な固体欠陥スピンは、電子スピンと補助核スピンの精密制御が操作に不可欠である量子情報処理の第一のプラットフォームとして機能する。 ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)色中心を例として、グループ理論と密度汎関数理論を組み合わせた研究を用いて、欠陥の光励起状態である|^3E\rangle$の軌道自由度との強い絡み合いにより、$^{14}$N核スピンのスピン格子緩和が著しく向上することを示した。 この機構は、同様の光学励起状態を持つ他の固体欠陥核スピンに共通している。 さらに、軌道縮退を示す三角欠陥に対して、軌道依存スピンハミルトニアンを予測するための単純で汎用的な \textit{ab initio} スキームを提案する。

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