論文の概要: High-fidelity control of a $^{13}$C nuclear spin coupled to a tin-vacancy center in diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.03354v1
• Date: Wed, 03 Sep 2025 14:39:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-04 21:40:46.551333
• Title: High-fidelity control of a $^{13}$C nuclear spin coupled to a tin-vacancy center in diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンドのスズ空洞中心に結合した$^{13}$C核スピンの高忠実度制御
• Authors: Jeremias Resch, Ioannis Karapatzakis, Mohamed Elshorbagy, Marcel Schrodin, Philipp Fuchs, Philipp Graßhoff, Luis Kussi, Christoph Sürgers, Cyril Popov, Christoph Becher, Wolfgang Wernsdorfer, David Hunger,
• Abstract要約: ダイヤモンド中のグループIV欠陥の近くの核スピンは、量子ネットワーク応用における量子メモリの候補として有望である。 ダイヤモンド中のスズ空孔(SnV)中心に結合した13ドルCの核スピンの高忠実度制御を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.033055374209385806
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Nuclear spins near group-IV defects in diamond are promising candidates for quantum memories in quantum network applications. Here, we demonstrate high-fidelity control of a single $^{13}$C nuclear spin coupled to a tin-vacancy (SnV) center in diamond. We perform a combination of optical and microwave pumping to achieve initialization into a combined electro-nuclear spin state with a fidelity of $99.74(3)\,\%$. Harnessing a superconducting waveguide for radio-frequency driving, we demonstrate precise nuclear spin control: Ramsey measurements reveal a coherence time of $T_2^* = 1.5(1)\,$milliseconds, and we use dynamical decoupling to extend it to $1.35(3)\,$seconds. We perform randomized benchmarking, yielding a single-qubit gate fidelity of $99.92(1)\,\%$. This demonstrates a coherent spin-photon system with promising properties for quantum network nodes.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中のグループIV欠陥の近くの核スピンは、量子ネットワーク応用における量子メモリの候補として有望である。 ここでは、ダイヤモンドのスズ空洞中心に結合した1つの$^{13}$C核スピンの高忠実度制御を実証する。 電子核スピン状態と99.74(3)\,\%$の組合せに初期化するために、光とマイクロ波のポンプを組み合わせる。 ラムゼー測定により、コヒーレンス時間は$T_2^* = 1.5(1)\,$millisecondsであり、ダイナミックデカップリングを用いて1.35(3)\,$secondsまで拡張する。 ランダムなベンチマークを行い、1量子ゲートの忠実度を99.92(1)\,\%$とする。 これは量子ネットワークノードに対して有望な性質を持つコヒーレントスピン光子系を示す。

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