論文の概要: Single-shot readout of the nuclear spin of an on-surface atom

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.08704v2
• Date: Tue, 12 Nov 2024 16:55:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-13 13:16:20.628095
• Title: Single-shot readout of the nuclear spin of an on-surface atom
• Title（参考訳）: 表面原子核スピンの単発読み出し
• Authors: Evert W. Stolte, Jinwon Lee, Hester G. Vennema, Rik Broekhoven, Esther Teng, Allard J. Katan, Lukas M. Veldman, Philip Willke, Sander Otte,
• Abstract要約: 核スピンは、長寿命の磁気状態が環境からの優れた隔離に起因している。 核スピンの原子環境に関する詳細な知識と制御は、量子情報応用の条件を最適化するための鍵である。 本稿では,STMを用いた個々のtext49$Ti核スピンの単発読み出しを実演する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2908892874617357
• License:
• Abstract: Nuclear spins owe their long-lived magnetic states to their excellent isolation from the environment. At the same time, a finite degree of interaction with their surroundings is necessary for reading and writing the spin state. Therefore, detailed knowledge of and control over the atomic environment of a nuclear spin is key to optimizing conditions for quantum information applications. While various platforms enabled single-shot readout of nuclear spins, their direct environments were either unknown or impossible to controllably modify on the atomic scale. Scanning tunnelling microscopy (STM), combined with electron spin resonance (ESR), provides atomic-scale information of individual nuclear spins via the hyperfine interaction. Here, we demonstrate single-shot readout of an individual $^{\text{49}}$Ti nuclear spin with an STM. Employing a pulsed measurement scheme, we find its lifetime to be in the order of seconds. Furthermore, we shed light on the pumping and relaxation mechanisms of the nuclear spin by investigating its response to both ESR driving and tunnelling current, which is supported by model calculations. These findings give an atomic-scale insight into the nature of nuclear spin relaxation and are relevant for the development of atomically assembled qubit platforms.
• Abstract（参考訳）: 核スピンは、長寿命の磁気状態が環境からの優れた隔離に起因している。 同時に、スピン状態を読み書きするためには、周囲との有限の相互作用が必要である。 したがって、核スピンの原子環境に関する詳細な知識と制御は、量子情報応用の条件を最適化するための鍵となる。 様々なプラットフォームが核スピンの単発読み出しを可能にしたが、それらの直接の環境は未知か、原子スケールで制御的に変更することは不可能であった。 走査型トンネル顕微鏡(STM)と電子スピン共鳴(ESR)を組み合わせることで、超微細相互作用を通じて個々の核スピンの原子スケール情報を提供する。 ここでは,STMを用いた個別の^{\text{49}}$Ti核スピンの単発読み出しを実演する。 パルス計測方式を用いることで、その寿命は秒単位であることが分かる。 さらに、モデル計算によって支持されるESR駆動とトンネル電流の両方に対する応答を調べることにより、核スピンの励起・緩和機構に光を当てた。 これらの発見は、核スピン緩和の性質に関する原子スケールの洞察を与え、原子組み立てされた量子ビットプラットフォームの開発に関係している。

関連論文リスト

• Blueprint for efficient nuclear spin characterization with color center [0.0]
  固体の核スピンは、スケーラブルな量子ハードウェアを開発するための有望な道を提供する。 個々の核スピンのキャラクタリゼーションは、超微細結合の強さによって特性化のプロトコルが異なるため、非常に困難である。 我々は、各原子核と電子スピンの間の超微粒子相互作用を決定するためのより簡単なアプローチを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-12T22:54:52Z)
• Measuring nuclear spin qubits by qudit-enhanced spectroscopy in Silicon Carbide [0.0]
  単一電子スピンへの超微細結合を持つ核スピンは、非常に貴重な量子ビットである。 本研究では,4H-SiCの単一シリコン空孔色中心(V2)を取り巻く特にリッチな核スピン環境を探索し,特徴付ける。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-24T06:59:39Z)
• Spin-orbit torque on nuclear spins exerted by a spin accumulation via hyperfine interactions [49.1574468325115]
  本稿では、フェルミ接触と双極子相互作用からなる超微細結合が、核スピンに作用するスピン軌道トルクの応用を仲介できることを実証する。 スピン密度の平衡成分と非平衡成分に対する反応は、磁場のような成分と減衰のような成分を持つ核上のトルクである。 この核スピン軌道トルクは、核磁気モーメントを、大きさと方向で安定化制御し、核スピントロニクスを実現するためのステップである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-21T08:05:23Z)
• Decoherence of Nuclear Spins in the Proximity of Nitrogen Vacancy Centers in Diamond [0.0]
  固体中の核スピンは量子情報処理のための有望なプラットフォームである。 ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心近傍における核脱コヒーレンス過程について検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-07T04:58:38Z)
• Decoupling Nuclear Spins via Interaction-Induced Freezing in Nitrogen Vacancy Centers in Diamond [0.0]
  ダイヤモンド中の窒素空洞(NV)センターは、新興量子技術のための室温プラットフォームを提供する。 我々は、NV中心が固有の核スピンをノイズの多い電磁環境から分離するための凍結プロトコルを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-04-08T07:01:51Z)
• 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)
• Demonstration of electron-nuclear decoupling at a spin clock transition [54.088309058031705]
  クロック遷移は磁気ノイズから分子スピン量子ビットを保護する。 核自由度への線形結合は、電子コヒーレンスの変調と崩壊を引き起こす。 核浴への量子情報漏洩がないことは、他のデコヒーレンス源を特徴づける機会を与える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-09T16:23:47Z)
• Anisotropic electron-nuclear interactions in a rotating quantum spin bath [55.41644538483948]
  スピンバス相互作用は強い異方性を持ち、高速な物理的回転は長い間、固体核磁気共鳴に用いられてきた。 窒素空孔中心の電子スピンと13ドルCの核スピンとの相互作用がシステムにデコヒーレンスをもたらすことを示す。 我々の発見は、量子制御における物理回転の利用に関する新たな知見を提供し、固定されていない運動度と回転度を持つ量子系に意味を持つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-16T06:15:00Z)
• 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)
• Nuclear spin readout in a cavity-coupled hybrid quantum dot-donor system [0.0]
  核スピンは長いコヒーレンス時間を示し、環境からかなり孤立している。 マイクロ波共振器の伝送を探索して核スピンの読み出しを行う手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-02T16:51:50Z)
• Electrically tuned hyperfine spectrum in neutral Tb(II)(Cp$^{\rm{iPr5}}$)$_2$ single-molecule magnet [64.10537606150362]
  分子電子レベルと核スピンレベルの両方を量子ビットとして用いることができる。 ドーパントを持つ固体系では、電場が核スピン量子ビットレベル間の間隔を効果的に変化させることが示されている。 この超微細スターク効果は量子コンピューティングにおける分子核スピンの応用に有用かもしれない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-31T01:48:57Z)

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。