論文の概要: Room-temperature quantum entanglement in a van der Waals material

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.23170v1
• Date: Sat, 27 Sep 2025 08:02:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-30 22:32:19.082792
• Title: Room-temperature quantum entanglement in a van der Waals material
• Title（参考訳）: ファン・デル・ワールス材料における室温量子絡み合い
• Authors: Xingyu Gao, Zhun Ge, Saakshi Dikshit, Sumukh Vaidya, Peng Ju, Tongcang Li,
• Abstract要約: 2D van der Waals (vdW) 材料中の量子ビットのエンタングは依然として解明されていない。 我々は、光アドレス可能な電子スピンと13ドルC原子核スピンとの室温量子絡みをhBNで報告する。 これらの結果は、2次元材料に基づく先進量子技術の堅牢なプラットフォームとしてhBNに絡み合ったスピン量子ビットを確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.004353064873669
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Entanglement is central to quantum science and technology. Atomic defects in two-dimensional (2D) van der Waals (vdW) materials offer exciting prospects for quantum sensing, with spatial resolution reaching 1 nm demonstrated using scanning probe techniques. However, entangling qubits in vdW materials remains elusive. Here we report room-temperature quantum entanglement between an optically addressable electron spin and a strongly coupled $^{13}$C nuclear spin in hexagonal boron nitride (hBN). We extend the electron spin coherence to 38 $\mu$s with dynamical decoupling, and create maximally entangled Bell states with a fidelity up to 0.89. We further use the nuclear spin as a long-lived quantum memory to enhance AC magnetic field sensing via correlation spectroscopy. These results establish entangled spin qubits in hBN as a robust platform for advanced quantum technologies based on 2D materials.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いは量子科学と技術の中心である。 二次元(2D)ファンデルワールス(vdW)材料の原子欠陥は量子センシングのエキサイティングな可能性をもたらし、空間分解能は走査プローブ技術を用いて1nmに達する。 しかし、vdW材料中の量子ビットの絡み合いはいまだ解明されていない。 ここでは、光アドレス可能な電子スピンと六方晶窒化ホウ素(hBN)における強結合の$^{13}$C核スピンとの間の室温量子絡みについて報告する。 電子スピンコヒーレンスをダイナミックデカップリングで38$\mu$sに拡張し、最大エンタングルドベル状態が0.89までの忠実度で生成する。 さらに、核スピンを長寿命量子メモリとして使用し、相関分光による交流磁場センシングを強化する。 これらの結果は、2次元材料に基づく先進量子技術の堅牢なプラットフォームとしてhBNに絡み合ったスピン量子ビットを確立する。

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