論文の概要: RF-free driving of nuclear spins with color centers in silicon carbide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.21499v1
• Date: Thu, 29 Jan 2026 10:15:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-30 16:22:49.72737
• Title: RF-free driving of nuclear spins with color centers in silicon carbide
• Title（参考訳）: 炭化ケイ素における色中心による核スピンのRFフリー駆動
• Authors: Raphael Wörnle, Jonathan Körber, Timo Steidl, Georgy V. Astakhov, Durga B. R. Dasari, Florian Kaiser, Vadim Vorobyov, Jörg Wrachtrup,
• Abstract要約: 結合した核スピンのコヒーレント制御は、RF磁場を使わずに可能であることを示す。 我々は,高忠実度核スピン制御を実証し,89%の2量子トモグラフィー忠実度とほぼT1制限核コヒーレンス時間を達成した。 このアプローチは、将来の量子アプリケーションに対して、シンプルでスケーラブルなルートを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Color centers that enable nuclear-spin control without RF fields offer a powerful route towards simplified and scalable quantum devices. Such capabilities are especially valuable for quantum sensing and computing platforms that already find applications in biology, materials science, and geophysics. A key challenge is the coherent manipulation of nearby nuclear spins, which serve as quantum memories and auxiliary qubits but conventionally require additional high-power RF fields which increase the experimental complexity and overall power consumption. Finding systems where both electron and nuclear spins can be controlled using a single MW source is therefore highly desirable. Here, using a modified divacancy center in silicon carbide, we show that coherent control of a coupled nuclear spin is possible without any RF fields. Instead, MW pulses driving the electron spin also manipulate the nuclear spin through hyperfineenhanced effects, activated by a precisely tilted external magnetic field. We demonstrate high-fidelity nuclear-spin control, achieving 89% two-qubit tomography fidelity and nearly T1-limited nuclear coherence times. This approach offers a simplified and scalable route for future quantum applications.
• Abstract（参考訳）: RFフィールドなしで核スピン制御を可能にするカラーセンターは、単純化されたスケーラブルな量子デバイスへの強力なルートを提供する。 このような能力は、すでに生物学、材料科学、地球物理学に応用されている量子センシングとコンピューティングプラットフォームにとって特に有用である。 鍵となる課題は、量子記憶と補助量子ビットとして機能する近隣の核スピンのコヒーレントな操作である。 したがって、電子スピンと核スピンの両方を単一のMWソースで制御できるシステムを見つけることが非常に望ましい。 ここでは、炭化ケイ素の改質希釈中心を用いて、結合した核スピンのコヒーレント制御がRF磁場なしで可能であることを示す。 代わりに、電子スピンを駆動するMWパルスは、正確に傾いた外部磁場によって活性化される超微細化効果によって核スピンを操る。 我々は,高忠実度核スピン制御を実証し,89%の2量子トモグラフィー忠実度とほぼT1制限核コヒーレンス時間を達成した。 このアプローチは、将来の量子アプリケーションに対して、シンプルでスケーラブルなルートを提供する。

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