論文の概要: Robust and digital hyper-polarization protocol of nuclear spins via magic sequential sequence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.18132v1
- Date: Fri, 25 Apr 2025 07:35:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:53.677589
- Title: Robust and digital hyper-polarization protocol of nuclear spins via magic sequential sequence
- Title（参考訳）: マジックシーケンシャルシークエンスによる核スピンのロバストおよびディジタル超分極プロトコル
- Authors: Haiyang Li, Hao Liao, Ping Wang,
- Abstract要約: 核スピンの超分極は、核磁気共鳴(NMR)と量子情報技術の発展に不可欠である。
逐次分極プロトコルを導入し、超分極核スピンのための一連のマジックおよびデジタルシーケンスを同定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.689045763179738
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Hyper-polarization of nuclear spins is crucial for advancing nuclear magnetic resonance (NMR) and quantum information technologies, as nuclear spins typically exhibit extremely low polarization at room temperature due to their small gyro-magnetic ratios. A promising approach to achieving high nuclear spin polarization is transferring the polarization of electron to nuclear spin. The nitrogen-vacancy (NV) center in diamond has emerged as a highly effective medium for this purpose, and various hyper-polarization protocols have been developed. Among these, the pulsed polarization (PulsePol) method has been extensively studied due to its robustness against static energy shifts of the electron spin. In this study, we introduce a sequential polarization protocol and identify a series of magic and digital sequences for hyper-polarizing nuclear spins. Notably, we demonstrate that some of these magic sequences exhibit significantly greater robustness compared to the PulsePol protocol in the presence of finite half $\pi$ pulse duration of the protocol. This enhanced robustness positions our protocol as a more suitable candidate for hyper-polarizing nuclear spins species with large gyromagnetic ratios and also ensures better compatibility with high-efficiency readout techniques at high magnetic fields. Additionally, the generality of our protocol allows for its direct application to other solid-state quantum systems beyond the NV center.
- Abstract（参考訳）: 核スピンの超分極は核磁気共鳴(NMR)や量子情報技術の発展に欠かせない。
高い核スピン分極を達成するための有望なアプローチは、電子の分極を核スピンに移すことである。
ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、この目的のために非常に有効な媒体として現れており、様々な超分極プロトコルが開発されている。
これらのうちパルス偏極法(PulsePol)は、電子スピンの静的エネルギーシフトに対する頑健性から広く研究されている。
本研究では,超偏光核スピンのためのシーケンシャル偏光プロトコルを導入し,一連のマジックおよびデジタルシーケンスを同定する。
特に、これらのマジックシーケンスのいくつかは、PulsePolプロトコルと比較して、プロトコルの半円のパルス持続時間が有限である場合に比べて、はるかに堅牢であることを示す。
この強化されたロバスト性は、我々のプロトコルを大きなジャイロ磁気比を持つ超偏極核スピン種のより適切な候補として位置づけ、高磁場下での高効率読み出し技術との整合性を確保する。
さらに、我々のプロトコルの一般化により、NV中心を超えた他の固体量子系への直接適用が可能になる。
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