論文の概要: Direct access to the initial polarization of ${}^{13}C$ nuclei by measuring coherence evolution of an nitrogen-vacancy center spin qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.19701v1
• Date: Mon, 23 Feb 2026 10:48:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-24 17:42:02.775752
• Title: Direct access to the initial polarization of ${}^{13}C$ nuclei by measuring coherence evolution of an nitrogen-vacancy center spin qubit
• Title（参考訳）: 窒素空孔中心スピン量子ビットのコヒーレンス進化の測定による${}^{13}C$核の初期分極への直接アクセス
• Authors: Mateusz Kuniej, Katarzyna Roszak,
• Abstract要約: ダイヤモンド中のスピンフル核の初期偏極における下界の測定法を提案する。 このアプローチの主な利点は、単純で最小限の実験的な要件である。 本研究では、最大15個のランダムに配置された核スピンのシミュレーション環境を用いて、本手法の有効性を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We introduce a method for the measurement of the lower bound on the initial polarization of spinful nuclei in a diamond by following the coherence evolution of an NV center spin qubit after a simple scheme is operated on the qubit to facilitate the transfer of information from the environment into the qubit state. Current polarization measurement techniques are challenging to implement due to the need for direct access to the environment. In our method, information is obtained by measuring the difference of the evolution of the qubit coherence resulting from preparation phase when the environment evolution is conditional on the qubit pointer state. We find that the method does not depend strongly on the applied magnetic field, but rather on the number of spinfull nuclei that lead to decoherence, and gives a reasonable estimate if the environment is polarized. The key advantage of this approach is its simplicity and minimal experimental requirements, allowing the inference of initial nuclear polarizations without direct access to the environment. We demonstrate the efficacy of this method using a simulated environment of up to fifteen randomly placed nuclear spins.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,NV中心スピン量子ビットのコヒーレンス進化に追従して,環境からクビット状態への情報伝達を容易にするため,クビット上で簡単なスキームを演算した後,ダイヤモンド中のスピンフル核の初期偏極に対する下界の測定方法を提案する。 現在の偏光測定技術は環境に直接アクセスする必要があるため実装が困難である。 本手法では, クビットポインタ状態の環境変化が条件付きである場合, 準備段階から生じるクビットコヒーレンスの進化の差を計測することにより, 情報を得る。 本手法は印加磁場に強く依存せず, 脱コヒーレンスに繋がるスピンフル核の数に依存し, 環境が偏極している場合, 合理的な推定値を与える。 このアプローチの鍵となる利点は、単純で最小限の実験的な要件であり、環境に直接アクセスすることなく、初期核分極を推測できることである。 最大15個のランダムに配置された核スピンのシミュレーション環境を用いて,本手法の有効性を実証した。

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