論文の概要: Decoherence induced by dipole-dipole couplings between atomic species in rare-earth ion-doped Y$_2$SiO$_5$
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.01958v1
- Date: Sun, 4 Aug 2024 08:26:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-06 17:41:24.182916
- Title: Decoherence induced by dipole-dipole couplings between atomic species in rare-earth ion-doped Y$_2$SiO$_5$
- Title（参考訳）: 希土類イオンドープY$_2$SiO$_5$における原子種間の双極子-双極子結合による脱コヒーレンス
- Authors: Charlotte Pignol, Antonio Ortu, Louis Nicolas, Virginia D'Auria, Sebastien Tanzilli, Thierry Chanelière, Mikael Afzelius, Jean Etesse,
- Abstract要約: 磁場パラメータと磁気双極子-双極子カップリングによるデコヒーレンスの関係について検討した。
この研究により、検討された磁場状態において最も関連性の高いデコヒーレンス機構を特定できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Rare-earth ion doped crystals are state-of-the-art platforms for processing quantum information, particularly thanks to their excellent optical and spin coherence properties at cryogenic temperatures. Experimental observations have shown that the application of a static magnetic bias field significantly improves the coherence times in the rare-earth ions ensemble, but only a few studies have focused on its the dependency as a function of both magnetic field direction and amplitude. This is especially true for magnetic field amplitudes under the mT, and for low magnetic dipole moment ions. In this paper, we investigate the relationship between the magnetic field parameters and the decoherence caused by magnetic dipole-dipole coupling with the nearest neighbors nuclear spins in the crystal. The primary non-Kramers rare-earth ions investigated here are europium and praseodymium, but we also extend our study to the ytterbium Kramers ion due to its low magnetic dipole in the mT range. We perform theoretical investigations and simulations of the energy structure and coherence time evolution and identify good correspondences between experimental and simulated spin echo data. This work allows us to pinpoint the most relevant decoherence mechanisms in the considered magnetic field regime, and to predict favorable magnetic configurations.
- Abstract（参考訳）: 希土類イオンドープ結晶は、特に低温における優れた光学的およびスピンコヒーレンス特性のおかげで、量子情報を処理するための最先端のプラットフォームである。
実験により、静磁場バイアス場の適用は希土類イオンアンサンブルのコヒーレンス時間を大幅に改善することが示されたが、磁場方向と振幅の両方の関数としての依存性に焦点を当てた研究はごくわずかである。
これはmT下の磁場振幅と低磁場双極子モーメントイオンに特に当てはまる。
本稿では, 近接する隣り合う原子核スピンと磁気双極子-双極子結合に起因する脱コヒーレンスと磁場パラメータの関係について検討する。
ここでは、非クラマー非希土類イオンはユーロピウムとプラセオディミウムであるが、mT領域の低い磁気双極子のため、イッテルビウム・クラマースイオンにも研究を拡大する。
我々は、エネルギー構造とコヒーレンス時間進化に関する理論的研究とシミュレーションを行い、実験とシミュレーションされたスピンエコーデータとの良好な対応を同定する。
この研究により、検討された磁場状態において最も関連性の高いデコヒーレンス機構を特定でき、良好な磁気配置を予測できる。
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