論文の概要: Full Qubit Control in the NV$^-$ Ground State for Low Field or High Frequency Sensing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.17461v1
- Date: Wed, 24 Jul 2024 17:58:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-25 12:55:41.680873
- Title: Full Qubit Control in the NV$^-$ Ground State for Low Field or High Frequency Sensing
- Title（参考訳）: 低磁場・高周波センシングのためのNV$^-$基底状態における完全量子制御
- Authors: Alberto López-García, Javier Cerrillo,
- Abstract要約: ダイヤモンドの負電荷窒素空孔欠陥の基底状態における高速な任意のクビットゲートの実装法を提案する。
このプロトコルは低磁場状態や高周波センシング用途に特に有用である。
- 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: We present a scheme for the implementation of fast arbitrary qubit gates in the ground state of the negatively charged nitrogen-vacancy (NV$^-$) defect in diamond. The protocol is especially useful in the low-field regime and for high-frequency sensing applications. It constitutes an extension to the NV-ERC technique, which has demonstrated efficient initialization and readout of the double quantum transition with no leakage to any third level thanks to an effective Raman coupling. Here we derive a full theoretical framework of the scheme, identifying the complete unitary associated to the approach, and more specifically the relevant basis change for each of two characteristic pulse durations. Based on this insight, we propose a scheme to perform fast qubit transformations in the double quantum transition. We study its robustness with respect to pulse-timing errors resulting from faulty identification of system parameters or phase-control limitations. We finally demonstrate that the technique can also be implemented in the presence of unknown electric or strain fields.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンドの負電荷窒素空孔(NV$^-$)欠陥の基底状態における高速な任意のクビットゲートの実装法を提案する。
このプロトコルは低磁場状態や高周波センシング用途に特に有用である。
これはNV-ERC法の拡張であり、効果的ラマンカップリングによる第3レベルへのリークのない二重量子遷移の効率的な初期化と読み出しを実証している。
ここでは、このスキームの完全な理論的枠組みを導出し、アプローチに関連する完全なユニタリを同定し、より具体的には、2つの特徴的なパルス持続時間ごとに関連する基底変化を導出する。
この知見に基づいて、二重量子遷移において高速な量子ビット変換を行うためのスキームを提案する。
本稿では,システムパラメータの異常同定や位相制御の制限によるパルスタイミング誤差に対するロバスト性について検討する。
最終的に、未知の電場やひずみ場の存在下でも実装可能であることを示す。
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