論文の概要: Dressed-state Hamiltonian engineering in a strongly interacting solid-state spin ensemble
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.09043v1
- Date: Tue, 09 Dec 2025 19:01:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-11 15:14:53.284624
- Title: Dressed-state Hamiltonian engineering in a strongly interacting solid-state spin ensemble
- Title（参考訳）: 強相互作用する固体スピンアンサンブルにおけるドレス状態ハミルトン工学
- Authors: Haoyang Gao, Nathaniel T. Leitao, Siddharth Dandavate, Lillian B. Hughes Wyatt, Piotr Put, Mathew Mammen, Leigh S. Martin, Hongkun Park, Ania C. Bleszynski Jayich, Mikhail D. Lukin,
- Abstract要約: フロッケ工学はスピン間の相互作用強度を減少させ、標的の知覚場への結合を効果的に弱める。
ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心のアンサンブルにおけるネイティブ相互作用の直接的チューニング法を開発し,実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.33177623917241666
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In quantum science applications, ranging from many-body physics to quantum metrology, dipolar interactions in spin ensembles are controlled via Floquet engineering. However, this technique typically reduces the interaction strength between spins, and effectively weakens the coupling to a target sensing field, limiting the metrological sensitivity. In this work, we develop and demonstrate a method for direct tuning of the native interaction in an ensemble of nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond. Our approach utilizes dressed-state qubit encoding under a magnetic field perpendicular to the crystal lattice orientation. This method leads to a $3.2\times$ enhancement of the dimensionless coherence parameter $JT_2$ compared to state-of-the-art Floquet engineering, and a $2.6\times$ ($8.3~$dB) enhanced sensitivity in AC magnetometry. Utilizing the extended coherence we experimentally probe spin transport at intermediate to late times. Our results provide a powerful Hamiltonian engineering tool for future studies with NV ensembles and other interacting higher-spin ($S>\frac{1}{2}$) systems.
- Abstract（参考訳）: 量子科学の応用では、多体物理学から量子力学まで、スピンアンサンブルにおける双極子相互作用はフロケ工学によって制御される。
しかし、この手法は一般的にスピン間の相互作用強度を減少させ、標的の感知場へのカップリングを効果的に弱め、メトロジー感度を抑える。
本研究では,ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心のアンサンブルにおけるネイティブ相互作用の直接的チューニング法を開発し,実証する。
本手法は, 結晶格子配向に垂直な磁場下での着衣状態量子ビット符号化を利用する。
この方法では、非次元コヒーレンスパラメータ$JT_2$を最先端のフロケット技術と比較して3.2\times$高め、交流磁力計の感度を2.6\times$8.3~$dBに向上させる。
拡張コヒーレンスを利用して、中間から後期にスピン輸送を実験的にプローブした。
我々の結果は、NVアンサンブルや他の相互作用する高スピン(S>\frac{1}{2}$)システムを用いた将来の研究のための強力なハミルトン工学ツールを提供する。
関連論文リスト
- Harnessing Chiral Spin States in Molecular Nanomagnets for Quantum Technologies [44.1973928137492]
キラル量子ビットは、弱結合量子ビットではオフにできない常時オン相互作用を自然に抑制することを示した。
本研究は, スピンキラリティ工学を分子量子技術における2つのキラリティ量子ビットの絡み合いにおいて, 常時オン相互作用を緩和するための有望な戦略として確立した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-01-21T08:23:12Z) - Quantum State Transfer in a Magnetic Atoms Chain Using a Scanning Tunneling Microscope [44.99833362998488]
量子スピンチェーンの電気的制御は、量子情報処理に関連する技術での可能性から、ここ数年で際立った目標となった。
走査トンネル顕微鏡(STM)による電場を利用したS=1/2$チタン原子鎖における制御量子状態伝達の実現可能性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-13T14:45:46Z) - New Constraints on Exotic Spin-Spin-Velocity-Dependent Interactions with Solid-State Quantum Sensors [12.420668336718697]
電子スピン間のエキゾチックスピン-スピン-速度依存性相互作用に関する実験結果について報告する。
NVアンサンブルの1つはスピン源として機能し、もう1つはスピンセンサーとして機能する。
我々は、短力範囲でエキゾチックスピン-スピン-速度依存相互作用を精査することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-27T05:33:18Z) - Ancilla quantum measurements on interacting chains: Sensitivity of entanglement dynamics to the type and concentration of detectors [46.76612530830571]
我々は、自由度(検出器')に結合した量子多体格子系を考える。
鎖内の密度と絡み合いエントロピーのダイナミクスを、$rho_a$と$M$の様々な値で探求する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-21T21:41:11Z) - Improved Limits on an Exotic Spin- and Velocity-Dependent Interaction at
the Micrometer Scale with an Ensemble-NV-Diamond Magnetometer [7.684562006253786]
偏極電子スピンと非偏極核子の間のエキゾチックスピンと速度依存相互作用をミクロスケールで探索する。
その結果、力範囲内で結合パラメータ$f_perp$の新たなバウンダリを5～400$rm mu$mに設定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-04T11:21:41Z) - Sensitive AC and DC Magnetometry with Nitrogen-Vacancy Center Ensembles
in Diamond [0.0]
これまでに報告された最も感度の高い窒素空洞型バルク磁気センサを実証した。
この装置は、磁場に対するNVの固定応答を保存するフラックス濃縮器を含まない。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-10T16:02:58Z) - Experimental Constraints on Exotic Spin-Dependent Interactions by a
Magnetometer with Ensembles of Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond [13.512039660189625]
センサとして、NV電子スピンアンサンブルの薄い層を用いる。
エキゾチックなパリティオードスピン上の弦束境界と速度依存相互作用は5〜500mu$mの範囲内に設定される。
対応する結合定数である$g_SNg_Pe$の極限は、30$mu$mで1桁以上改善される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-12T10:50:26Z) - Engineering infinite-range SU($n$) interactions with spin-orbit-coupled
fermions in an optical lattice [0.0]
本研究では,光格子中の多層フェルミオンについて,SU($n$)対称相互作用を持つハバードモデルを用いて検討する。
内部スピン状態に対処するラマンパルスは原子分散関係を変更し、スピン軌道結合を誘導する。
我々の予測は、超低温アルカリ-アース(-様)原子による現在の実験で容易に検証できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-22T20:13:20Z) - Electrically tuned hyperfine spectrum in neutral
Tb(II)(Cp$^{\rm{iPr5}}$)$_2$ single-molecule magnet [64.10537606150362]
分子電子レベルと核スピンレベルの両方を量子ビットとして用いることができる。
ドーパントを持つ固体系では、電場が核スピン量子ビットレベル間の間隔を効果的に変化させることが示されている。
この超微細スターク効果は量子コンピューティングにおける分子核スピンの応用に有用かもしれない。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-31T01:48:57Z) - Optimal coupling of HoW$_{10}$ molecular magnets to superconducting
circuits near spin clock transitions [85.83811987257297]
我々は,HoW$_10$磁性クラスターの純および磁性希釈結晶とマイクロ波超伝導コプラナー導波路とのカップリングについて検討した。
以上の結果から, 分子系のスピン時計状態は, スピン光子相互作用の大きさと, 不要な磁気ノイズ源からの十分な分離を両立させる, 有望な戦略であることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2019-11-18T11:03:06Z)
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。