論文の概要: Scalable parallel measurement of individual nitrogen-vacancy centers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.11715v1
- Date: Wed, 21 Aug 2024 15:38:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-22 16:28:00.788928
- Title: Scalable parallel measurement of individual nitrogen-vacancy centers
- Title（参考訳）: 個別窒素空孔中心のスケーラブル並列測定
- Authors: Matthew Cambria, Saroj Chand, Shimon Kolkowitz,
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔中心は固体スピン欠陥であり、量子センシングや量子情報処理用途に広く採用されている。
複数の光学的に解決されたNV中心を並列に扱う実験プラットフォームを提案する。
本研究では,10NV中心のスピン状態間のショット・ツー・ショット相関を高信号・ノイズ比で検出できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The nitrogen-vacancy (NV) center in diamond is a solid-state spin defect that has been widely adopted for quantum sensing and quantum information processing applications. Typically, experiments are performed either with a single isolated NV center or with an unresolved ensemble of many NV centers, resulting in a trade-off between measurement speed and spatial resolution or control over individual defects. In this work, we introduce an experimental platform that bypasses this trade-off by addressing multiple optically resolved NV centers in parallel. We perform charge- and spin-state manipulations selectively on multiple NV centers from within a larger set, and we manipulate and measure the electronic spin states of 10 NV centers in parallel. Further, we show that the high signal-to-noise ratio of the measurements enables the detection of shot-to-shot pairwise correlations between the spin states of 10 NV centers, corresponding to the simultaneous measurement of 45 unique correlation coefficients. We conclude by discussing how our platform can be scaled to parallel experiments with thousands of individually resolved NV centers. These results enable high-throughput experiments with individual spin defects, and provide a natural platform for the application of recently developed correlated sensing techniques.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は固体スピン欠陥であり、量子センシングや量子情報処理に広く採用されている。
通常、実験は単一の孤立したNV中心または多くのNV中心の未解決アンサンブルで行われ、測定速度と空間分解能のトレードオフや個々の欠陥の制御が生じる。
本研究では,複数の光学的に解決されたNV中心を並列に処理することで,このトレードオフを回避できる実験プラットフォームを提案する。
我々は、より大きな集合から複数のNV中心に対して電荷とスピン状態の操作を選択的に行い、10個のNV中心の電子スピン状態を並列に操作・測定する。
さらに,この測定の高信号対雑音比は,45個の一意相関係数の同時測定に対応して,10NV中心のスピン状態間のショット対ショット対相関の検出を可能にすることを示した。
我々は、我々のプラットフォームを何千もの個別に解決されたNVセンターで並列実験にスケールする方法を議論することで締めくくった。
これらの結果は、個々のスピン欠陥を用いた高スループット実験を可能にし、最近開発された相関センシング技術の応用のための自然なプラットフォームを提供する。
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