論文の概要: Microwave Control of the Tin-Vacancy Spin Qubit in Diamond with a
Superconducting Waveguide
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.00521v1
- Date: Fri, 1 Mar 2024 13:30:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-05 17:15:15.919117
- Title: Microwave Control of the Tin-Vacancy Spin Qubit in Diamond with a
Superconducting Waveguide
- Title（参考訳）: 超伝導導波路を用いたダイヤモンド中の薄膜スピンクビットのマイクロ波制御
- Authors: Ioannis Karapatzakis, Jeremias Resch, Marcel Schrodin, Philipp Fuchs,
Michael Kieschnick, Julia Heupel, Luis Kussi, Christoph S\"urgers, Cyril
Popov, Jan Meijer, Christoph Becher, Wolfgang Wernsdorfer, David Hunger
- Abstract要約: ダイヤモンドにおけるグループIVカラーセンターは量子ネットワークの候補として有望である。
我々は、コヒーレントスピン操作を実証し、最大で430,mu$sのコヒーレンス時間を得る。
近くの結合した13mathrmC$ spinは量子メモリとして機能する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.38367845064465667
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Group-IV color centers in diamond are promising candidates for quantum
networks due to their dominant zero-phonon line and symmetry-protected optical
transitions that connect to coherent spin levels. The negatively charged
tin-vacancy (SnV) center possesses long electron spin lifetimes due to its
large spin-orbit splitting. However, the magnetic dipole transitions required
for microwave spin control are suppressed, and strain is necessary to enable
these transitions. Recent work has shown spin control of strained emitters
using microwave lines that suffer from Ohmic losses, restricting coherence
through heating. We utilize a superconducting coplanar waveguide to measure SnV
centers subjected to strain, observing substantial improvement. A detailed
analysis of the SnV center electron spin Hamiltonian based on the
angle-dependent splitting of the ground and excited states is performed. We
demonstrate coherent spin manipulation and obtain a Hahn echo coherence time of
up to $T_2 = 430\,\mu$s. With dynamical decoupling, we can prolong coherence to
$T_2 = 10\,$ms, about six-fold improved compared to earlier works. We also
observe a nearby coupling $^{13}\mathrm{C}$ spin which may serve as a quantum
memory. This substantiates the potential of SnV centers in diamond and
demonstrates the benefit of superconducting microwave structures.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中のグループIV色中心は、支配的なゼロフォノン線とコヒーレントスピンレベルに結合する対称性で保護された光遷移のために量子ネットワークの候補となる。
負電荷のスズ空孔(SnV)中心は、大きなスピン軌道分裂のために長い電子スピン寿命を持つ。
しかし、マイクロ波スピン制御に必要な磁気双極子遷移は抑制され、これらの遷移を可能にするにはひずみが必要である。
近年の研究では、熱によるコヒーレンスを制限し、オーミック損失に苦しむマイクロ波線を用いて歪んだエミッタのスピン制御が示されている。
超伝導コプラナー導波路を用いてひずみを受けるsnv中心を測定し、大幅な改善を観測した。
地盤の角度依存性の分裂と励起状態に基づくSnV中心電子スピンハミルトニアンの詳細な解析を行う。
我々はコヒーレントなスピン操作を示し、最大$t_2 = 430\,\mu$s のハーンエコーコヒーレンス時間を得る。
動的デカップリングにより、より長いコヒーレンスを$T_2 = 10\,$msとすることができる。
また、近傍のカップリング $^{13}\mathrm{c}$ spin も観測し、量子メモリとして機能するかもしれない。
これはダイヤモンド中のSnV中心のポテンシャルを裏付け、超伝導マイクロ波構造の利点を示す。
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