論文の概要: Mesoscopic Spin Coherence in a Disordered Dark Electron Spin Ensemble

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.17074v1
• Date: Thu, 19 Feb 2026 04:32:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-20 15:21:28.698689
• Title: Mesoscopic Spin Coherence in a Disordered Dark Electron Spin Ensemble
• Title（参考訳）: 無秩序なダーク電子スピンアンサンブルにおけるメソスコピックスピンコヒーレンス
• Authors: Taewoong Yoon, Sangwon Oh, Junghyun Lee, Hyunyong Choi,
• Abstract要約: ダイヤモンド中の置換窒素中心の無秩序なアンサンブルにおけるコヒーレントメソスコピックスピン状態の観察を報告する。 その結果、暗黒電子スピンアンサンブルを量子センシングと量子多体シミュレーションのための堅牢な資源として活用するための基盤を確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.538776380975108
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Harnessing dipolar spin environments as controllable quantum resources is a central challenge in solid-state quantum technologies. Here, we report the observation of a coherent mesoscopic spin state in a disordered ensemble of substitutional nitrogen (P1) centers in diamond. An iterative Hartmann-Hahn protocol transfers polarization from dense nitrogen-vacancy (NV) centers to a P1 ensemble, yielding a 740-fold enhancement over room-temperature thermal equilibrium as revealed by differential readout. The resulting mesoscopic P1 spin ensemble exhibits collective Rabi oscillations and long-lived spin-lock and Hahn-echo coherences. We identify a crossover in the saturation polarization arising from the competition between coherent driving and local disorder, providing a quantitative measure of the system's intrinsic disorder. These results establish a foundation for utilizing dark electron spin ensembles as robust resources for quantum sensing and quantum many-body simulation.
• Abstract（参考訳）: 制御可能な量子資源としての双極子スピン環境の調和は、固体量子技術における中心的な課題である。 ここでは,ダイヤモンド中の置換窒素(P1)中心の無秩序なアンサンブルにおけるコヒーレントメソスコピックスピン状態の観察を報告する。 繰り返しハートマン・ハーンプロトコルは、高密度窒素空孔(NV)中心からP1アンサンブルへの偏光を伝達し、微分可読性によって明らかにされた室温熱平衡よりも740倍に高められる。 結果として生じるメソスコピックなP1スピンアンサンブルは、Rabi振動と長期間のスピンロックとハーン・エチョのコヒーレンスを示す。 我々は,コヒーレント運転と局所障害の競合から生じる飽和分極の交叉を同定し,本システムの本態性障害を定量的に測定した。 これらの結果は、暗黒電子スピンアンサンブルを量子センシングと量子多体シミュレーションのための堅牢な資源として活用するための基盤を確立する。

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