論文の概要: Optical Readout of Coherent Nuclear Spins Beyond the NV Center Electron T$_1$

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.19235v1
• Date: Fri, 31 Jan 2025 15:49:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-03 14:01:30.784163
• Title: Optical Readout of Coherent Nuclear Spins Beyond the NV Center Electron T$_1$
• Title（参考訳）: NV中心電子T$_1$を超えるコヒーレント核スピンの光学的読み出し
• Authors: Johnathan Kuan, Gregory D. Fuchs,
• Abstract要約: 我々は、電子スピンを再分極するための光応答パルスを導入し、その核スピンの読み出しへの影響について検討する。 アンサンブルをベースとしたセンサでは,低磁場(200G)と比較して,500Gでの励起状態の反レベル交差を6倍に改善した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: The nitrogen-vacancy (NV) center is an emerging platform for constructing inertial sensors. Its native nitrogen spin can serve as a gyroscope using Ramsey interferometry protocols. The sensitivities of these nuclear-spin-based NV gyroscopes are limited by the phase coherence time of the nuclear spin, which is in turn limited by the $T_1$ of the NV center's electron spin. There is an active research effort to decouple the nuclear spin from the electron spin and other sources of decoherence to extend the phase coherence time past the NV center electron $T_1$. However, this presents an associated challenge -- how to readout of the nuclear spin ensemble if the electronic spins have relaxed into a thermal state. We introduce an optical repump pulse to repolarize electron spins and investigate its effect on the readout of nuclear spins in this regime. We find for ensemble-based sensors, our readout protocol has around a six-fold improvement in sensitivity around the excited state anti-level crossing at 500 G compared to low fields (200 G), despite the presence of deleterious spin flip-flop dynamics in the excited state.
• Abstract（参考訳）: 窒素空孔(NV)センターは慣性センサーを構築するための新興プラットフォームである。 天然の窒素スピンはラムゼー干渉プロトコルを用いてジャイロスコープとして機能する。 これらの核スピンベースのNVジャイロスコープの感度は、核スピンの位相コヒーレンス時間によって制限され、NV中心の電子スピンのT_1$によって制限される。 核スピンを電子スピンと他の非コヒーレンス源から切り離し、NV中心電子のT_1$を過ぎて位相コヒーレンス時間を拡張するための活発な研究努力がある。 しかし、これは関連する課題であり、電子スピンが熱状態に緩和された場合、核スピンアンサンブルの読み出し方法を示す。 我々は、電子スピンを再分極するための光ポンポンパルスを導入し、その状態における核スピンの読み出しへの影響を調べる。 アンサンブルをベースとしたセンサでは,励起状態のスピンフリップフロップダイナミクスが欠如しているにも関わらず,500Gにおける励起状態の反レベル交差に対する感度が,低磁場(200G)と比較して約6倍向上していることがわかった。

関連論文リスト

• Hyperpolarisation of nuclear spins: polarisation blockade [0.0]
  パルスベースのプロトコルは、電子欠陥スピンの光学的に誘起された偏光を周囲の核スピンに効率的に伝達することが示されている。 核スピンの偏極共鳴が、電子中心スピンに強い対角結合を持つ単一スピンであるブロッキングスピンとほぼ縮退すると、中心共鳴領域から変位する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-07T15:02:54Z)
• 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)
• 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)
• Preparing highly entangled states of nanodiamond rotation and NV center spin [0.913755431537592]
  窒素空孔(NV)を埋め込んだナノダイヤモンドは、現在の技術でコヒーレントに操作できる実験システムの1つである。 NV中心電子スピンとナノダイヤモンドの機械的回転との絡み合いは、これらの微視的およびメソスコピックな動きを接続するネットワークを構築する上で、基本的な役割を担っている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-13T21:17:14Z)
• 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)
• Selective nuclear-spin interaction based on a dissipatively stabilized nitrogen-vacancy center [0.0]
  原子核量子ゲートを実現するための現在の典型的な方法は、一連の電子核量子ゲートを必要とする。 この制限は、2つの核スピン間の相互作用のメディエーターとしてNVスピンの周期的なリセットを使用することで克服できる。 ここでは、異なる核スピン種を制御するために、高周波場(RFフィールド)を用いてこのスキームを開発する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-05T12:12:36Z)
• Rapidly enhanced spin polarization injection in an optically pumped spin ratchet [49.1301457567913]
  高速分極可能な電子を利用してスピン注入速度を向上する戦略について報告する。 ダイヤモンド中の13C原子核に偏極を注入する窒素空孔中心電子のモデル系でこれを実証する。 スピンラチェット偏光伝達機構により、スピン注入速度を2桁以上向上させる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-14T08:23:10Z)
• 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)
• Coherent Microwave Control of a Nuclear Spin Ensemble at Room Temperature [0.0]
  室温マイクロ波を用いた核スピンアンサンブルのコヒーレントな操作を実演する。 偏軸磁場を適度な振幅で印加することは電子スピンの方向を傾けるのに十分であることを示す。 その後、電子核スピン交換遷移、コヒーレントな集団トラップ、核スピンアンサンブルの偏光に高速なラビ振動を示すことができた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-26T23:29:44Z)

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。