論文の概要: Electrically tunable quantum interference of atomic spins on surfaces
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.01033v1
- Date: Sun, 01 Jun 2025 14:28:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-04 21:47:33.902021
- Title: Electrically tunable quantum interference of atomic spins on surfaces
- Title（参考訳）: 表面における原子スピンの電気的可変量子干渉
- Authors: Hao Wang, Jing Chen, Peng Fan, Yelko del Castillo, Alejandro Ferrón, Lili Jiang, Zilong Wu, Shijie Li, Hong-Jun Gao, Heng Fan, Joaquín Fernández-Rossier, Kai Yang,
- Abstract要約: 走査トンネル顕微鏡における絶縁膜上の原子スピンを用いた量子干渉の電気的制御を実証する。
我々は、プローブ先端と表面原子間の原子間磁気相互作用を強い電場で変調し、エネルギーレベルの反交差を通じてスピン状態を高速に駆動する。
その結果、スピンベースの量子プロセッサにおける全電気量子操作のための新しい道が開かれた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 43.73138793116028
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Controlling quantum interference near avoided energy-level crossings is crucial for fast and reliable coherent manipulation in quantum information processing. However, achieving tunable quantum interference in atomically-precise engineered structures remains challenging. Here, we demonstrate electrical control of quantum interference using atomic spins on an insulating film in a scanning tunneling microscope. Using bias voltages applied across the tunnel junction, we modulate the atomically-confined magnetic interaction between the probe tip and surface atoms with a strong electric field, and drive the spin state rapidly through the energy-level anticrossing. This all-electrical manipulation allows us to achieve Landau-Zener-St\"uckelberg-Majorana (LZSM) interferometry on both single spins and pairs of interacting spins. The LZSM pattern exhibits multiphoton resonances, and its asymmetry suggests that the spin dynamics is influenced by spin-transfer torque of tunneling electrons. Multi-level LZSM spectra measured on coupled spins with tunable interactions show distinct interference patterns depending on their many-body energy landscapes. These results open new avenues for all-electrical quantum manipulation in spin-based quantum processors in the strongly driven regime.
- Abstract（参考訳）: 避けられたエネルギーレベルの交差の近くで量子干渉を制御することは、量子情報処理における高速で信頼性の高いコヒーレントな操作に不可欠である。
しかし、原子的に精密な構造体でチューナブルな量子干渉を実現することは依然として困難である。
ここでは、走査トンネル顕微鏡における絶縁膜上の原子スピンを用いた量子干渉の電気的制御を実証する。
トンネル接合に印加されたバイアス電圧を用いて、プローブ先端と表面原子間の原子間磁気相互作用を強い電場で変調し、エネルギーレベルの反交差を通じてスピン状態を迅速に駆動する。
この全電気的操作により、Landau-Zener-St\"uckelberg-Majorana (LZSM) 干渉を単一のスピンと相互作用するスピンのペアの両方で実現できる。
LZSMパターンは多光子共鳴を示し、その非対称性はスピンダイナミクスがトンネル電子のスピン移動トルクの影響を受けていることを示唆している。
多レベルLZSMスペクトルは、多体エネルギーのランドスケープによって異なる干渉パターンを示す。
これらの結果は、強い駆動状態にあるスピンベースの量子プロセッサにおける全電気量子操作のための新しい道を開く。
関連論文リスト
- Spin Squeezing with Magnetic Dipoles [37.93140485169168]
絡み合いは、ショットノイズ限界を超える量子センサーの測定精度を向上させることができる。
我々は、ほとんどの中性原子に固有の磁気双極子-双極子相互作用を利用してスピンスクイーズ状態を実現する。
エルビウム量子ガス顕微鏡における有限範囲スピン交換相互作用を用いて, メロジカルに有用なスクイージングの7.1dBを実現した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-11T18:42:13Z) - 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) - Single spin Landau-Zener-St\"uckelberg-Majorana interferometry of
Zeeman-split states with strong spin-orbit interaction in a double quantum
dot [0.0]
The interplay between spin-conserving and spin-flip tunneling process with the Electric Dipole Spin Resonance。
結果は、強いスピン軌道相互作用を持つ電子系とホール系の両方に適用できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-31T16:55:05Z) - Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum
simulators [68.8204255655161]
コールド原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。
そこで本研究では,現在実験プラットフォームで利用可能ないくつかのチューニングノブを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-31T13:32:12Z) - 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) - Chemical tuning of spin clock transitions in molecular monomers based on
nuclear spin-free Ni(II) [52.259804540075514]
単核ニッケル錯体の電子スピン準位が最も低い2つの電子準位の間に、大きさの大きい量子トンネル分割が存在することを報告する。
このギャップに関連するレベルの反交差(磁気時計遷移)は、熱容量実験によって直接監視されている。
これらの結果と、対称性によってトンネルが禁止されているCo誘導体との比較は、クロック遷移が分子間スピン-スピン相互作用を効果的に抑制することを示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-04T13:31:40Z) - Spin shuttling in a silicon double quantum dot [0.0]
2つの量子ドット間のスピンシャットリングの最小バージョンについて検討する。
不均一磁場におけるスピン軌道相互作用とゼーマン効果はスピンシャットリングにおいて重要な役割を果たす。
スピン不忠実度は1-F_slesssim 0.002$で、比較的高速なレベル速度は$alpha = 600, mu$eV/nsである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-07T16:33:06Z) - Quantum coherent spin-electric control in a molecular nanomagnet at
clock transitions [57.50861918173065]
ナノスケールでのスピンの電気的制御は、スピントロニクスのアーキテクチャ上の利点を提供する。
分子スピン材料における電場(E-場)感度の最近の実証が注目されている。
これまでに報告された電子場感度はかなり弱く、より強いスピン電結合を持つ分子をどうやって設計するかという問題を引き起こした。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-03T09:27:31Z)
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。