論文の概要: Robust Spin Polarization by Adiabatic Dynamical Decoupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.08571v1
• Date: Tue, 10 Jun 2025 08:38:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-11 15:11:41.967078
• Title: Robust Spin Polarization by Adiabatic Dynamical Decoupling
• Title（参考訳）: 断熱動的デカップリングによるロバストスピン偏極
• Authors: Soham Pal, Oliver T. Whaites, Wolfgang Knolle, Tania S. Monteiro, Helena S. Knowles,
• Abstract要約: ダイアモンドの室温での非断熱パルス核スピン偏極を実証した。 偏光効率の向上,広い共振窓の実現,超微細結合不確実性への耐性の向上を実現した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.31457219084519
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-fidelity multi-qubit initialization is vital for quantum simulation, quantum information processing (QIP), and quantum sensing. In diamond platforms, nuclear spin registers can be initialized through polarization transfer from a nearby electronic spin whose high gyromagnetic ratio enables efficient dynamical nuclear polarization (DNP). These hybrid systems are typically controlled using diabatic spin rotations, which require precise knowledge of all system parameters. Adiabatic DNP protocols on the other hand have less strict requirements and could enable robust and high fidelity spin transfer. However, due to the slow adiabatic sweeps and limited electron spin coherence times, this approach has remained inaccessible. Here, we demonstrate adiabatic pulsed nuclear spin polarization at room temperature in diamond. We achieve enhanced polarization efficiency, a broad resonance window, and improved tolerance to hyperfine coupling uncertainties relative to conventional diabatic pulsed protocols. We also show how this approach can benefit the initialization of spin clusters. These results set the scene for enhanced qubit initialization in solid state through adiabatic pulsed driving, with applications in solid-state quantum sensor and quantum memory technologies.
• Abstract（参考訳）: 高忠実度マルチキュービット初期化は、量子シミュレーション、量子情報処理(QIP)、量子センシングに不可欠である。 ダイヤモンドプラットフォームでは、高いジャイロ磁性比が効率的な動的核偏極(DNP)を可能にする近くの電子スピンからの偏極移動によって、核スピンレジスタを初期化することができる。 これらのハイブリッド系は典型的にはダイアバティックスピン回転を用いて制御され、全ての系パラメータの正確な知識を必要とする。 一方、断熱的DNPプロトコルは、厳密な要求が少なく、堅牢で高忠実なスピン転送を可能にする。 しかし、遅い断熱スイープと限られた電子スピンコヒーレンス時間のため、このアプローチはアクセスできないままである。 ここでは、ダイヤモンドの室温での断熱パルス核スピン偏極を実証する。 我々は、偏光効率の向上、広い共振窓の実現、従来のダイアバティックパルスプロトコルに対する超微細結合不確実性への耐性の向上を実現した。 また、このアプローチがスピンクラスタの初期化にどのように役立つかを示す。 これらの結果は、固体量子センサや量子メモリ技術に応用された、断熱パルス駆動による固体状態の量子ビット初期化を促進するシーンを設定した。

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