論文の概要: Interplay between dressed and strong-axial-field states in Nitrogen-Vacancy centers for quantum sensing and computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.17608v1
- Date: Mon, 23 Dec 2024 14:28:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-24 15:57:21.822014
- Title: Interplay between dressed and strong-axial-field states in Nitrogen-Vacancy centers for quantum sensing and computation
- Title（参考訳）: 量子センシングと計算のための窒素・原子空力中心における着衣状態と強軸場状態の相互作用
- Authors: G. Zanelli, E. Moreva, E. Bernardi, E. Losero, S. Ditalia Tchernij, J. Forneris, Ž. Pastuović, P. Traina, I. P. Degiovanni, M. Genovese,
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素-原子核(NV)中心は、量子ラジオメトリー、センシング、計算に応用された興味深い電子スピンシステムである。
本報告では,NV中心アンサンブルにおいて,ひずみと弱磁場の存在下で自由誘導減衰(FID)の測定を行った。
単一FID測定における着衣状態と強軸磁場状態の非平衡重ね合わせの同時検出について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: The Nitrogen-Vacancy (NV) center in diamond is an intriguing electronic spin system with applications in quantum radiometry, sensing and computation. In those experiments, a bias magnetic field is commonly applied along the NV symmetry axis to eliminate the triplet ground state manifold's degeneracy (S=1). In this configuration, the eigenvectors of the NV spin's projection along its axis are called strong-axial field states. Conversely, in some experiments a weak magnetic field is applied orthogonal to the NV symmetry axis, leading to eigenstates that are balanced linear superpositions of strong-axial field states, referred to as dressed states. The latter are sensitive to environmental magnetic noise at the second order, allowing to perform magnetic field protected measurements while providing increased coherence times. However, if a small axial magnetic field is added in this regime, the linear superposition of strong-axial field states becomes unbalanced. This paper presents a comprehensive study of Free Induction Decay (FID) measurements performed on a NV center ensemble in the presence of strain and weak orthogonal magnetic field, as a function of a small magnetic field applied along the NV symmetry axis. The simultaneous detection of dressed states and unbalanced superpositions of strong-axial field states in a single FID measurement is shown, gaining insight about coherence time, nuclear spin and the interplay between temperature and magnetic field sensitivity. The discussion concludes by describing how the simultaneous presence of magnetically-sensitive and -insensitive states opens up appealing possibilities for both sensing and quantum computation applications.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素-原子核(NV)中心は、量子ラジオメトリー、センシング、計算に応用された興味深い電子スピンシステムである。
これらの実験では、三重項基底状態多様体の縮退を取り除くために、NV対称性軸に沿ってバイアス磁場が一般的に適用される(S=1)。
この構成では、NVスピンの射影のその軸に沿った固有ベクトルは強軸場状態と呼ばれる。
逆に、いくつかの実験では、弱い磁場がNV対称性の軸に直交して適用され、強軸の磁場状態の線形重ね合わせである固有状態(英語版)が、ドレス状態(英語版)と呼ばれる。
後者は2階目の環境磁気ノイズに敏感であり、コヒーレンス時間を増やしながら磁場保護測定を行うことができる。
しかし、この状態に小さな軸磁場を加えると、強軸磁場状態の線形重ね合わせは不均衡となる。
本稿では,NV 対称軸に沿って印加される小さな磁場の関数として,ひずみや直交磁場の弱い場合,NV 中心アンサンブル上で行われる自由誘導減衰(FID)測定について包括的に検討する。
単一FID測定における着衣状態と強軸磁場状態の非平衡重ね合わせを同時に検出し,コヒーレンス時間,核スピン,温度と磁場感度の相互作用について考察した。
この議論は、磁気感応状態と非感応状態の同時存在が、センシングと量子計算の両方の応用に魅力的な可能性を開くかを説明することで締めくくられる。
関連論文リスト
- Single and double quantum transitions in spin-mixed states under
photo-excitation [0.0]
ダイヤモンド中の窒素原子空洞(NV)中心に付随する電子スピンは、スピン関連の現象を研究する機会を与える。
スピン混合状態間のNV中心における単一および二重量子遷移(SQTおよびDQT)について検討した。
このような光励起下でのNV中心におけるスピン混合状態の詳細な理解は、NVダイアモンドプラットフォームの可能性の実現に大きく貢献する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-30T10:42:54Z) - Quantum sensing via magnetic-noise-protected states in an electronic
spin dyad [0.0]
非ゼロ結晶体を特徴とするスピンS=1で形成されるヘテロスピン系のコヒーレントスピンダイナミクスについて検討した。
我々は、それらの間のゼロ量子コヒーレンスが驚くほど長寿命であることを示します。
これらのスピンダイアドは、精密磁力計のナノスケール勾配計や、磁気ノイズのない電気測定と熱センサーのプローブとして利用することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T19:27:17Z) - 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) - Sensing of magnetic field effects in radical-pair reactions using a
quantum sensor [50.591267188664666]
特定の化学反応における磁場効果(MFE)は、過去50年間によく確立されてきた。
我々は、局所的なスピン環境とセンサーとの結合を考慮して、ラジカル対の精巧で現実的なモデルを採用する。
2つのモデル系に対して、ラジカル対とNV量子センサの弱い結合状態においても検出可能なMFEの信号を導出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-28T12:56:15Z) - Probing dynamics of a two-dimensional dipolar spin ensemble using single
qubit sensor [62.997667081978825]
ダイヤモンド結晶表面上の電子スピンの2次元アンサンブルにおける個々のスピンダイナミクスを実験的に検討した。
この不規則に緩やかな緩和速度は、強い力学障害の存在によるものであることを示す。
我々の研究は、強く相互作用する無秩序なスピンアンサンブルにおける量子熱化の微視的研究と制御への道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-21T18:00:17Z) - 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) - 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) - Spin Entanglement and Magnetic Competition via Long-range Interactions
in Spinor Quantum Optical Lattices [62.997667081978825]
超低温物質中における空洞を介する長距離磁気相互作用と光学格子の効果について検討した。
競合シナリオを導入しながら,グローバルな相互作用がシステムの根底にある磁気特性を変化させていることが判明した。
これにより、量子情報目的のためのロバストなメカニズムの設計に向けた新しい選択肢が可能になる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-16T08:03:44Z) - Adiabaticity of spin dynamics in diamond nitrogen vacancy centers in
time-dependent magnetic fields [0.0]
我々は,NVの対称性軸に沿った振動磁場中におけるダイヤモンド窒素空孔中心のスピンダイナミクスについて検討した。
ひずみと電場により、他の縮退したゼーマン準位 $|M_S=pm1rangle$ のカップリングは、断熱エネルギー準位の擬交差に近いランダウ・ツェナー過程に寄与する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-15T19:25:27Z) - Nuclear Spin Assisted Magnetic Field Angle Sensing [0.0]
量子センシングは、小さな外部信号を測定するために量子システムの強い感度を利用する。
ダイヤモンド中の窒素空孔中心は、現実世界の量子センシングアプリケーションにとって最も有望なプラットフォームの一つである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-08T18:24:16Z) - Quantum Sensing of Spin Fluctuations of Magnetic Insulator Films with
Perpendicular Anisotropy [0.0]
窒素空孔(NV)センターは、新しい量子センシング、イメージング、ネットワークの取り組みに応用されている。
自然界外磁化による磁気絶縁薄膜の内在スピン変動の非侵襲的測定を報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-07T04:24:44Z)
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。