論文の概要: Tuning the coherent interaction of an electron qubit and a nuclear magnon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.19679v1
- Date: Tue, 30 Apr 2024 16:13:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-01 13:36:16.110350
- Title: Tuning the coherent interaction of an electron qubit and a nuclear magnon
- Title（参考訳）: 電子量子ビットと核マグノンのコヒーレント相互作用のチューニング
- Authors: Noah Shofer, Leon Zaporski, Martin Hayhurst Appel, Santanu Manna, Saimon Covre da Silva, Alexander Ghorbal, Urs Haeusler, Armando Rastelli, Claire Le Gall, Michał Gawełczyk, Mete Atatüre, Dorian A. Gangloff,
- Abstract要約: 近位スピンのアンサンブルとコヒーレントに相互作用する中心スピン量子ビットは、絡み合った集合状態やマルチキュービットレジスタを工学するために用いられる。
GaAs量子ドットにおける電子量子ビットと核多体系の相互作用のチューニングを実演する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.432877421232842
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A central spin qubit interacting coherently with an ensemble of proximal spins can be used to engineer entangled collective states or a multi-qubit register. Making full use of this many-body platform requires tuning the interaction between the central spin and its spin register. GaAs quantum dots offer a model realization of the central spin system where an electron qubit interacts with multiple ensembles of $\sim 10^{4}$ nuclear spins. In this work, we demonstrate tuning of the interaction between the electron qubit and the nuclear many-body system in a GaAs quantum dot. The homogeneity of the GaAs system allows us to perform high-precision and isotopically selective nuclear sideband spectroscopy, which reveals the single-nucleus electronic Knight field. Together with time-resolved spectroscopy of the nuclear field, this fully characterizes the electron-nuclear interaction for a priori control. An algorithmic feedback sequence selects the nuclear polarization precisely, which adjusts the electron-nuclear exchange interaction in situ via the electronic g-factor anisotropy. This allows us to tune directly the activation rate of a collective nuclear excitation (magnon) and the coherence time of the electron qubit. Our method is applicable to similar central-spin systems and enables the programmable tuning of coherent interactions in the many-body regime.
- Abstract（参考訳）: 近位スピンのアンサンブルとコヒーレントに相互作用する中心スピン量子ビットは、絡み合った集合状態やマルチキュービットレジスタを工学するために用いられる。
この多体プラットフォームをフル活用するには、中心スピンとスピンレジスタ間の相互作用を調整する必要がある。
GaAs量子ドットは、電子量子ビットが$\sim 10^{4}$核スピンの複数のアンサンブルと相互作用する中心スピン系のモデル実現を提供する。
本研究では、GaAs量子ドットにおける電子量子ビットと核多体系の相互作用のチューニングを実演する。
GaAs系の均一性により、高精度で異方的に選択的な核側バンド分光が可能となり、単一核電子ナイト場が明らかになる。
原子核の時間分解分光法とともに、これは先天制御のための電子-原子核相互作用を完全に特徴づける。
アルゴリズムフィードバックシーケンスは、電子的g因子異方性を介してその場で電子核交換相互作用を調整する核偏極を正確に選択する。
これにより、集合核励起(マグノン)の活性化速度と電子量子ビットのコヒーレンス時間を直接調整することができる。
本手法は,多体系におけるコヒーレント相互作用のプログラム可能なチューニングを可能にする。
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