論文の概要: Cavity-assisted single-shot T center spin readout
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.26797v1
- Date: Thu, 30 Oct 2025 17:59:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-31 16:05:09.976398
- Title: Cavity-assisted single-shot T center spin readout
- Title（参考訳）: Cavity-assisted Single-shot T center spin readout
- Authors: Yu-En Wong, Songtao Chen,
- Abstract要約: 単一T中心電子スピンの高速シングルショット読み出しのための2つの理論的プロトコルを提案し,検討する。
蛍光による読み出しでは、T中心のスピン保存遷移の1つを単モードフォトニックキャビティに選択的に結合する。
反射に基づく読み出しでは、スピン依存共振器反射コントラストを利用して量子ビット読み出し信号を生成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: High-fidelity spin readout is a crucial component for quantum information processing with optically interfaced solid-state spins. Here, we propose and investigate two theoretical protocols for fast single-shot readout of cavity-coupled single T center electronic spins. For fluorescence-based readout, we selectively couple one of the T center spin-conserving transitions to a single-mode photonic cavity, exploiting the enhancement of the fluorescence emission and cyclicity. For reflection-based readout, we leverage the spin-dependent cavity reflection contrast to generate the qubit readout signal. We show that the cavity reflection approach enables high-fidelity spin readout even when the T center only has a modest cyclicity. With realistic system parameters, such as cavity quality factor $Q = 2\times10^5$ and T center optical linewidth $\Gamma/2\pi = 100$ MHz, we calculate a single-shot readout fidelity exceeding 99% within 8.7 $\mu$s for both spin readout protocols.
- Abstract（参考訳）: 高忠実度スピン読み込みは、光界面の固体スピンを用いた量子情報処理において重要な要素である。
本稿では,空洞結合型単一T中心電子スピンの高速単一ショット読み出しのための2つの理論的プロトコルを提案し,検討する。
蛍光による読み出しでは、T中心のスピン保存遷移のうちの1つを単一モードフォトニックキャビティに選択的に結合し、蛍光発光の増強と環状化を利用する。
反射に基づく読み出しでは、スピン依存共振器反射コントラストを利用して量子ビット読み出し信号を生成する。
空洞反射法は,T中心が極小周期しか持たない場合でも,高忠実度スピンリードアウトを可能にすることを示す。
キャビティ品質係数 $Q = 2\times10^5$ および T 中心光線幅 $\Gamma/2\pi = 100$ MHz のような現実的なシステムパラメータを用いて、スピン読み出しプロトコルの99%以上を計算した。
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