論文の概要: Energy efficient coherent quantum control of nitrogen vacancy (NV) spin with nanoscale magnets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.14018v1
- Date: Fri, 19 Jul 2024 04:37:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-22 18:53:17.663730
- Title: Energy efficient coherent quantum control of nitrogen vacancy (NV) spin with nanoscale magnets
- Title（参考訳）: ナノスケール磁石を用いた窒素空孔スピンの高効率コヒーレント量子制御
- Authors: Md Fahim F Chowdhury, Adi Jung, Lea La Spina, Ausrine Bartasyte, Samuel Margueron, Jayasimha Atulasimha,
- Abstract要約: 本研究では,NV中心に近接するナノスケール磁石から発生するマイクロ波場を有するダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心のコヒーレント量子制御について検討した。
その結果, 近接場マイクロ波を用いた高コントラストRabi発振による顕著なコヒーレント制御が得られた。
ナノスケール磁石を用いて高局在かつエネルギー効率のコヒーレント量子制御を実装すれば、熱的にノイズの多いマイクロ波回路を置き換えることができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.05654739324983621
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We investigate coherent quantum control of a nitrogen vacancy (NV) center in diamond with microwave fields generated from a nanoscale magnet that is proximal to the NV center. Our results show remarkable coherent control with high contrast Rabi oscillations using nearfield microwaves from shape anisotropic nanomagnets of lateral dimensions down to 200 nm x 180 nm, driven remotely by surface acoustic wave (SAW) excitation that is at least 400 times and potentially 4 orders of magnitude more energy efficient than generating microwaves with an antenna. Furthermore, we show that varying the acoustic power driving such nanomagnets can achieve control over Rabi frequency. We also report spin-lattice relaxation time T1 is 103 +/-0.5 micro-seconds, the spin-spin relaxation time T2 is 1.23+/-0.29 micro-seconds, and the Ramsey coherence time T2* is 218+/-27 nanoseconds measured using microwave pulses generated by such nanomagnets. The use of the nanoscale magnets to implement highly localized and energy efficient coherent quantum control can replace thermally noisy microwave circuits and demonstrate a path to scalable quantum computing and sensing with NV-defects in diamond and other spin qubits.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,NV中心に近接するナノスケール磁石から発生するマイクロ波場を有するダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心のコヒーレント量子制御について検討した。
その結果, アンテナを用いたマイクロ波発生よりも400倍, 4桁のエネルギー効率を持つ表面音響波(SAW)励起により, 横方向の異方性ナノマグネットから200nm×180nmまでの形状異方性ナノマグネットの近接場マイクロ波を用いた高コントラストラビ発振による顕著なコヒーレント制御が得られた。
さらに、そのようなナノマグネットを駆動する音響パワーの変動は、Rabi周波数を制御できることを示す。
また、スピン-格子緩和時間T1が103/0.5マイクロ秒、スピン-スピン緩和時間T2が1.23+/-0.29マイクロ秒、ラムジーコヒーレンス時間T2*が218+/-27ナノ秒であることも報告した。
ナノスケール磁石を用いた高局所かつエネルギー効率のコヒーレント量子制御は、熱的にノイズの多いマイクロ波回路を置き換えることができ、スケーラブルな量子コンピューティングへの道を示し、ダイヤモンドや他のスピン量子ビットにおけるNV欠陥を検知する。
関連論文リスト
- Coherence of a field-gradient-driven singlet-triplet qubit coupled to
many-electron spin states in 28Si/SiGe [0.0]
工学的なスピン電結合により、半導体ナノ構造のスピン量子ビットを効率よく、個別に操作することができる。
オンチップマイクロマグネットを用いた28ドルSi/SiGeのゲート定義二重量子ドットにおける高速シングルトリップ量子ビット発振を実演する。
我々は、量子ドットのスピン状態と量子ビットの大きさとコヒーレントなカップリングの証拠を示し、スピン-誘電体結合が(1,1)電荷配置で電荷ベースの2量子ビットゲートを可能にすることを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-19T09:20:15Z) - Variable bandwidth, high efficiency microwave resonator for control of
spin-qubits in nitrogen-vacancy centers [0.0]
ダイヤモンド中の窒素空洞(NV)センターは、センシングと量子情報のための魅力的なツールである。
マイクロ波-光二重共振実験に最適化した平面型マイクロ波共振器を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-10T11:26:42Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - Measuring the magnon-photon coupling in shaped ferromagnets: tuning of
the resonance frequency [50.591267188664666]
キャビティ光子と強磁性スピンの励起は ハイブリッドアーキテクチャで情報交換できる
速度向上は通常、電磁キャビティの幾何学を最適化することで達成される。
強磁性体の基本周波数を設定することにより、強磁性体の幾何学も重要な役割を果たすことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-08T11:28:31Z) - Slowing down light in a qubit metamaterial [98.00295925462214]
マイクロ波領域の超伝導回路は 未だにそのような装置を欠いている
共振導波路に結合した8量子ビットからなる超伝導メタマテリアルにおいて、電磁波の減速を実証した。
本研究は, 超伝導回路の高柔軟性を実証し, カスタムバンド構造を実現することを目的とした。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-14T20:55:10Z) - Quantum control of nuclear spin qubits in a rapidly rotating diamond [62.997667081978825]
固体中の核スピンは環境に弱く結合し、量子情報処理と慣性センシングの魅力的な候補となる。
我々は、原子核スピンコヒーレンス時間よりも高速で1,kHzで物理的に回転するダイヤモンド中の光核スピン偏光と原子核スピンの高速量子制御を実証した。
我々の研究は、それまで到達不可能だったNV核スピンの自由を解放し、量子制御と回転センシングに対する新しいアプローチを解き放つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-27T03:39:36Z) - Controlled coherent dynamics of [VO(TPP)], a prototype molecular nuclear
qudit with an electronic ancilla [50.002949299918136]
本稿では,[VO(TPP)](バナジルテトラフェニルポルフィリン酸塩)が量子計算アルゴリズムの実装に適していることを示す。
超微細相互作用によって結合された電子スピン1/2を核スピン7/2に埋め込み、どちらも顕著なコヒーレンスによって特徴づけられる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-15T21:38:41Z) - Spin emitters beyond the point dipole approximation in nanomagnonic
cavities [0.0]
放出体のスピン状態間の遷移速度の制御は、量子情報科学から自由ラジカルのナノ化学まで様々な分野において重要である。
スピンエミッタの電気的および磁気的双極子禁止遷移をナノ磁気キャビティに配置することで駆動する手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-08T19:00:02Z) - Coherent Microwave Control of a Nuclear Spin Ensemble at Room
Temperature [0.0]
室温マイクロ波を用いた核スピンアンサンブルのコヒーレントな操作を実演する。
偏軸磁場を適度な振幅で印加することは電子スピンの方向を傾けるのに十分であることを示す。
その後、電子核スピン交換遷移、コヒーレントな集団トラップ、核スピンアンサンブルの偏光に高速なラビ振動を示すことができた。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-26T23:29:44Z) - High-bandwidth microcoil for fast nuclear spin control [0.0]
高周波コイルによる核スピンのアクティブな操作は、核磁気共鳴分光(NMR)とスピンベースの量子デバイスの中心にある。
本稿では、広い帯域で強いRFパルスを発生させ、任意の核種に対して高速なスピン回転を可能にするマイクロコイル送信システムを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-14T09:33:13Z) - Direct control of high magnetic fields for cold atom experiments based
on NV centers [50.591267188664666]
低温の原子気体では、原子間の相互作用は外部磁場によって直接制御可能である。
ここでは、直接フィードバック方式により、このような間接制御の限界を克服する。
統合時間20分後に1ppm以上の制御を達成し,実験の長期安定性を確保する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-18T09:03:25Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。