論文の概要: Nuclear Spin Engineering for Quantum Information Science

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.18450v1
• Date: Tue, 25 Feb 2025 18:47:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-26 15:21:12.941896
• Title: Nuclear Spin Engineering for Quantum Information Science
• Title（参考訳）: 量子情報科学のための核スピン工学
• Authors: Jonathan C. Marcks, Benjamin Pingault, Jiefei Zhang, Cyrus Zeledon, F. Joseph Heremans, David D. Awschalom,
• Abstract要約: ホストとキュービット系の同位体組成を考えると、新しい物質的課題が生じる。 同位体組成は、主ホスト材料で自然に発生する核スピンの性質と濃度を管理する。 これらのスピンは、量子ビットコヒーレンスに有害な磁気ノイズを発生させるが、ローカル量子メモリやプロセッサとして約束される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Semiconductors are the backbone of modern technology, garnering decades of investment in high quality materials and devices. Electron spin systems in semiconductors, including atomic defects and quantum dots, have been demonstrated in the last two decades to host quantum coherent spin qubits, often with coherent spin-photon interfaces and proximal nuclear spins. These systems are at the center of developing quantum technology. However, new material challenges arise when considering the isotopic composition of host and qubit systems. The isotopic composition governs the nature and concentration of nuclear spins, which naturally occur in leading host materials. These spins generate magnetic noise -- detrimental to qubit coherence -- but also show promise as local quantum memories and processors, necessitating careful engineering dependent on the targeted application. Reviewing recent experimental and theoretical progress towards understanding local nuclear spin environments in semiconductors, we show this aspect of material engineering as critical to quantum information technology.
• Abstract（参考訳）: 半導体は現代の技術のバックボーンであり、高品質の材料やデバイスに何十年も投資してきた。 半導体中の電子スピン系(原子欠陥や量子ドットを含む)は、過去20年間に量子コヒーレントスピン量子ビット(しばしばコヒーレントスピン-光子界面と近位核スピン)のホストとして実証されてきた。 これらのシステムは量子技術開発の中心にある。 しかし、ホストとキュービット系の同位体組成を考えると、新しい物質的課題が生じる。 同位体組成は、主ホスト材料で自然に発生する核スピンの性質と濃度を管理する。 これらのスピンは磁気ノイズ -- 量子ビットコヒーレンスに有害な -- を発生させるが、ローカル量子メモリやプロセッサとして約束される。 半導体における局所核スピン環境の理解に向けた最近の実験的および理論的進歩を概観し、物質工学のこの側面を量子情報技術に欠かせないものとして示す。

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