論文の概要: Enhanced quantum sensitivity and coherence of symmetric magnetic clusters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.06554v1
• Date: Mon, 09 Dec 2024 15:02:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-10 14:53:02.762065
• Title: Enhanced quantum sensitivity and coherence of symmetric magnetic clusters
• Title（参考訳）: 対称磁気クラスターの高感度化とコヒーレンス
• Authors: Lorenzo Amato, Manuel Grimm, Markus Müller,
• Abstract要約: ノイズの多い固体環境における高度に整合した自由度を求めることは、凝縮物質において大きな課題である。 磁気ドープ絶縁体のような無秩序な双極子系では、2レベル系(TLS)のコンパクトクラスターは典型的な単一TLSよりもはるかに長いコヒーレンス時間を持つことが示されている。 その結果,TLSの非対称クラスターが周囲にさらに弱くなり,低速多体動の高感度量子センサが実現された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4767596539913115
• License:
• Abstract: The search for highly coherent degrees of freedom in noisy solid-state environments is a major challenge in condensed matter. In disordered dipolar systems, such as magnetically doped insulators, compact clusters of two-level systems (TLS) have recently been shown to have significantly longer coherence times than typical single TLS. Coupling weakly to their environment, they sense and probe its many-body dynamics through the induced dephasing. However, it has remained an open question whether further mechanisms exist that protect the coherence of such solid-state qubits. Here we show that symmetric clusters of few TLS couple even more weakly to their surroundings, making them highly sensitive quantum sensors of slow many-body dynamics. Furthermore, we explore their use as qubits for quantum information storage, detailing the techniques required for their preparation and manipulation. Our findings elucidate the role of symmetry in enhancing quantum coherence in disordered and noisy systems, opening a route toward a sensitive experimental probe of many-body quasi-localization dynamics as well as the development of quantum technologies in solid-state systems.
• Abstract（参考訳）: ノイズの多い固体環境における高度に一貫性のある自由度を求めることは、凝縮物質において大きな課題である。 磁気ドープ絶縁体のような無秩序な双極子系では、2レベル系(TLS)のコンパクトクラスタは、最近、典型的な単一TLSよりもはるかに長いコヒーレンス時間を持つことが示されている。 環境に弱い結合をし、誘発された嫌悪を通して多くの身体のダイナミクスを感知し、探究する。 しかし、そのような固体量子ビットのコヒーレンスを保護するさらなるメカニズムが存在するかどうかについては、未解決のままである。 ここでは、少数のTLSの対称クラスターが周囲にさらに弱くなり、低速多体ダイナミクスの高感度な量子センサとなることを示す。 さらに、量子情報記憶のための量子ビットとしての利用について検討し、その準備と操作に必要な技術について詳述する。 本研究は, 固体系における量子コヒーレンス向上における対称性の役割を解明し, 多体準局在化ダイナミクスの感度実験プローブへの道を開くとともに, 固体系における量子技術の発展を示唆するものである。

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