論文の概要: Improved Electron-Nuclear Quantum Gates for Spin Sensing and Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.13610v1
- Date: Fri, 25 Oct 2024 16:07:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-07 06:19:44.788373
- Title: Improved Electron-Nuclear Quantum Gates for Spin Sensing and Control
- Title（参考訳）: スピンセンシングと制御のための改良された電子核量子ゲート
- Authors: H. B. van Ommen, G. L. van de Stolpe, N. Demetriou, H. K. C. Beukers, J. Yun, T. R. J. Fortuin, M. Iuliano, A. R. -P. Montblanch, R. Hanson, T. H. Taminiau,
- Abstract要約: 我々はスピンセンシングと制御に重要な意味を持つ汎用DDRFフレームワークを開発した。
弱い結合スピンを検出するためのポテンシャル60倍感度向上を示す。
これらの結果は、幅広い種類のゲートの理解を促進し、アプリケーション固有の設計のためのツールボックスを提供する。
- 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: The ability to sense and control nuclear spins near solid-state defects might enable a range of quantum technologies. Dynamically Decoupled Radio-Frequency (DDRF) control offers a high degree of design flexibility and long electron-spin coherence times. However, previous studies considered simplified models and little is known about optimal gate design and fundamental limits. Here, we develop a generalised DDRF framework that has important implications for spin sensing and control. Our analytical model, which we corroborate by experiments on a single NV center in diamond, reveals the mechanisms that govern the selectivity of gates and their effective Rabi frequencies, and enables flexible detuned gate designs. We apply these insights to show a potential 60x sensitivity enhancement for detecting weakly coupled spins and to study the optimisation of quantum gates in multi-qubit registers. These results advance the understanding for a broad class of gates and provide a toolbox for application-specific design, enabling improved quantum control and sensing.
- Abstract（参考訳）: 固体欠陥の近くで核スピンを検知し制御する能力は、様々な量子技術を可能にする可能性がある。
DDRF(Dynamically Decoupled Radio-Frequency)制御は、設計の柔軟性と長い電子スピンコヒーレンス時間を提供する。
しかし、従来の研究では、単純化されたモデルと、最適ゲート設計と基本的な限界についてはほとんど知られていない。
本稿では,スピンセンシングと制御に重要な意味を持つ汎用DDRFフレームワークを開発する。
ダイヤモンド中の単一NV中心における実験により相関する解析モデルでは, ゲートの選択性とその有効ラビ周波数を制御し, フレキシブルなゲート設計を可能にする機構が明らかにされている。
これらの知見を応用して、弱い結合スピンを検出するための60倍感度向上の可能性を示し、マルチキュービットレジスタにおける量子ゲートの最適化について検討する。
これらの結果は、幅広い種類のゲートの理解を促進し、アプリケーション固有の設計のためのツールボックスを提供し、量子制御とセンシングの改善を可能にした。
関連論文リスト
- Rydberg Atomic Quantum Receivers for Classical Wireless Communication and Sensing [71.94873601156017]
Rydberg 原子量子受信機 (RAQR) は無線周波数 (RF) 信号を受信するために設計されている。
RAQRは魅力的なスケーラビリティを示し、革新的でコンパクトな受信機の構築に貢献する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-22T15:55:02Z) - Fast entangling quantum gates with almost-resonant modulated driving [7.663114782454964]
合成解析パルスの特別なカテゴリを持つオフ共振変調駆動(ORMD)は、2ビットおよび複数ビットゲートの実験性能を改善した。
ほぼ共鳴駆動(ARMD)法を用いて量子ゲートの絡み合いを設計・解析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-09T16:16:58Z) - Reinforcement learning pulses for transmon qubit entangling gates [0.0]
連続制御強化学習アルゴリズムを用いて、超伝導量子ビットの絡み合う2ビットゲートを設計する。
標準共振ゲートよりも優れた新しいパルス列を生成する能力を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-07T03:19:19Z) - Machine-learning-inspired quantum optimal control of nonadiabatic
geometric quantum computation via reverse engineering [3.3216171033358077]
制御パラメータを最適化するために,平均忠実度に基づく機械学習に基づく有望な手法を提案する。
逆工学による一量子ゲートをキャット状態の非断熱的幾何量子計算により実装する。
ニューラルネットワークがモデル空間を拡張する能力を持っていることを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-28T14:36:26Z) - How to harness high-dimensional temporal entanglement, using limited
interferometry setups [62.997667081978825]
偏極時間領域における高次元エンタングルメントの最初の完全解析法を開発した。
本稿では,量子鍵分布において,関連する密度行列要素とセキュリティパラメータを効率的に認証する方法を示す。
自由空間量子通信の耐雑音性をさらに高める新しい構成を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-08T17:44:43Z) - Control of an environmental spin defect beyond the coherence limit of a central spin [79.16635054977068]
電子スピンレジスタのサイズを拡大するためのスケーラブルなアプローチを提案する。
我々は, 中心NVのコヒーレンス限界外における未知電子スピンの検出とコヒーレント制御を実証するために, このアプローチを実験的に実現した。
我々の研究は、ナノスケールセンシングを推進し、誤り訂正のための相関ノイズスペクトロスコピーを有効にし、量子通信のためのスピンチェーン量子ワイヤの実現を促進するため、より大きな量子レジスタを工学的に開発する方法を開拓する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T17:55:16Z) - 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) - Multi-squeezed state generation and universal bosonic control via a
driven quantum Rabi model [68.8204255655161]
ボゾン自由度に対する普遍的な制御は、量子ベース技術の探求において鍵となる。
ここでは、駆動量子ラビモデルを介して、ボソニックモードの興味と相互作用する単一の補助的な2レベルシステムを考える。
ガウス門と非ガウス門の大きな類を決定論的に実現することは十分であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-16T14:18:53Z) - Robust quantum control for the manipulation of solid-state spins [20.436446451643622]
耐雑音性量子ゲートは、ダイヤモンド中の窒素空孔中心で実験的に実証される。
10%のオフ共鳴デチューニングとラビ周波数の偏差がある場合、平均的な単一量子ゲート密度は99.97%に達する。
ROCベースのマルチパルス量子センシングシーケンスは、有限幅とマイクロ波パルスの不完全性に起因する刺激応答を抑制することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-05T04:27:47Z) - Methods and Results for Quantum Optimal Pulse Control on Superconducting
Qubit Systems [0.0]
トランモン量子ビット系では、環境騒音の影響を最小限に抑える制御パルスを適用することにより、量子ゲートの忠実度を向上させることができる。
我々は、超伝導量子ビット系上で量子ゲートを駆動する最適パルスを設計するために、物理誘導量子最適制御戦略を用いる。
最適化されたパルスは量子ゲート、特に単一量子ビットゲートの忠実性を向上させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-07T15:03:41Z) - Quantum control landscape for ultrafast generation of single-qubit phase
shift quantum gates [68.8204255655161]
単一量子ビット位相シフト量子ゲートの超高速制御問題を考える。
大域的最適制御は、最大忠実度でゲートを実現する制御である。
Trapは、ローカルにのみ最適だが、グローバルにはないコントロールである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-26T16:38:43Z)
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。