論文の概要: High Fidelity Single-NV Qubit Quantum State Tomography by Photoelectric Readout

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.16502v1
• Date: Tue, 17 Mar 2026 13:27:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-18 17:42:07.301299
• Title: High Fidelity Single-NV Qubit Quantum State Tomography by Photoelectric Readout
• Title（参考訳）: 光電読み出しによる高忠実単一NV量子状態トモグラフィ
• Authors: Boo Carmans, Michael Petrov, Milos Nesladek,
• Abstract要約: アンビエント固体量子ビットは大規模応用の代替となる。 本研究は,光電リードアウトと従来の光リードアウトの競合性について検討する。 我々は、光学的測定に匹敵する状態再構成のために0.995 pm 0.0062$の忠実性を達成した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.021290154853987966
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum computing is a rapidly developing field. However, the most commonly used qubits require cryogenic conditions to operate, which increases the costs and puts constraints on the up-scaling. Ambient solid-state qubits provide an alternative with potential for large-scale application. The nitrogen-vacancy (NV) center in diamond is one of the main candidates for solid-state computing architectures at room temperature and has proven to be competitive in terms of gate fidelity, quantum error correction, couplings, etc. Each NV center has an associated electronic spin that is conventionally read out by photoluminescence. However, regarding the creation of small, ambient NV-based quantum processors, the optical readout introduces limitations on the collection efficiency and resolution of the readout as well as the size of the final device and its integration into standard semiconductor architectures. In this work, we investigate the competitiveness of the photoelectric readout versus the traditional optical readout. In particular, we report on using photoelectrical detection to perform quantum state tomography measurements on a single NV center. We achieve the fidelity $0.995 \pm 0.0062$ for state reconstruction, comparable to optical measurements, demonstrating that the fidelity does not suffer from the adapted readout, highlighting the value of photoelectric detection for NV-based quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは急速に発展している分野である。 しかし、最も一般的に使用される量子ビットは低温条件を必要とするため、コストが増加し、上向きのスケーリングに制約が課される。 アンビエント固体量子ビットは大規模応用の代替となる。 ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、室温での固体コンピューティングアーキテクチャの主要な候補の1つであり、ゲートの忠実度、量子エラー補正、カップリングなどにおいて競争力があることが証明されている。 各NV中心は関連する電子スピンを持ち、従来はフォトルミネッセンスによって読み取られていた。 しかしながら、小さな周囲のNVベースの量子プロセッサの作成に関して、光学的読み出しはリードアウトの収集効率と解像度、最終装置のサイズ、標準半導体アーキテクチャへの統合の制限を導入する。 本研究は,光電リードアウトと従来の光リードアウトの競合性について検討する。 特に,1つのNV中心で量子状態トモグラフィー測定を行うために光電界検出を用いることについて報告する。 我々は、光学的測定に匹敵する状態再構成に対して0.995 \pm 0.0062$の忠実さを達成し、その忠実さが適応された読み出しに支障をきたさないことを示し、NVベースの量子プロセッサの光電検出の価値を強調した。

関連論文リスト

• AI-Accelerated Qubit Readout at the Single-Photon Level for Scalable Atomic Quantum Processors [16.821447184897142]
  我々は,中性原子配列における蛍光可読化のためのAI加速ベイズ推定法について報告する。 提案手法はベイズ推定を利用して,短時間露光下での単一光子レベルでの信頼性の高い状態検出を実現する。 このフレームワークは、大規模原子配列のスケーラブルでリアルタイムな読み出しをサポートし、計算とセンシングにおけるAI強化量子技術への道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-12-24T03:51:56Z)
• Electrical Readout of Spin Environments in Diamond for Quantum Sensing [0.016324901313561745]
  ダイヤモンド中の窒素空孔中心は、量子センシングと量子情報の鍵となるプラットフォームである。 ここでは、全電気的アプローチ、光電流二重電子共鳴(PC-DEER)を紹介する。 代用窒素(P1)とNVH中心のシグネチャを電気信号を用いて再現可能なコントラストで解決する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-30T17:33:03Z)
• Ultra-high strained diamond spin register with coherent optical link [45.40010446596688]
  ダイヤモンドの色中心のような固体スピン欠陥は、スケーラブルで統合された量子技術にとって最も有望な候補である。 ナノダイヤモンド内部の超高ひずみシリコン空洞を利用すれば、液体ヘリウム温度でフォノンによる脱落を緩和しながら、電子スピンのコヒーレントかつ効率的に制御できることを示す。 我々の研究は、将来量子ネットワークレジスタを従来の、確立されたフォトニクスとハイブリッド量子通信システムに統合するための道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-19T10:46:24Z)
• Design and simulation of a transmon qubit chip for Axion detection [103.69390312201169]
  超伝導量子ビットに基づくデバイスは、量子非劣化測定(QND)による数GHz単一光子の検出に成功している。 本研究では,Qub-ITの超伝導量子ビットデバイスの実現に向けた状況を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-08T17:11:42Z)
• High-throughput quantum photonic devices emitting indistinguishable photons in the telecom C-band [28.279056210896716]
  テレコムCバンド波長における単一識別不能光子は、量子ネットワークと将来の量子インターネットにとって不可欠である。 エピタキシャル半導体量子ドットを用いたCバンド波長で動作する量子フォトニック集積デバイスの高スループット化を実証する。 収率とコヒーレンス特性のさらなる改善は、単一光子非線型デバイスと、テレコム波長で高度な量子ネットワークを実装するための道を開くだろう。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-05T15:39:22Z)
• Integrated Quantum Optical Phase Sensor [48.7576911714538]
  ニオブ酸リチウム薄膜で作製したフォトニック集積回路について述べる。 我々は2階非線形性を用いてポンプ光と同じ周波数で圧縮状態を生成し、回路制御と電気光学によるセンシングを実現する。 このようなチップ上のフォトニクスシステムは、低消費電力で動作し、必要なすべての機能を1つのダイに統合することで、量子光学センサーの新たな機会が開けることを期待している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-19T18:46:33Z)
• All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond [52.77024349608834]
  マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。 我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。 この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z)
• High-speed thin-film lithium niobate quantum processor driven by a solid-state quantum emitter [2.308881946683637]
  我々は薄膜ニオブ酸リチウムをベースとした集積フォトニックプラットフォームを開発した。 我々は、ナノフォトニック導波路の量子ドットに基づく決定論的固体単光子源と相互作用する。 高速回路を用いた様々な量子情報処理機能を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-10T17:15:08Z)
• Atomically-thin Single-photon Sources for Quantum Communication [0.28348950186890465]
  遷移金属ジアルコゲナイド (TMDCs) の単分子膜に閉じ込められた励起子は、量子光発生のための新しいタイプのエミッタである。 我々は、量子通信におけるTMDC装置の実用的適合性を開拓した。 我々の研究は、TMDC単一光子源を用いた量子情報技術の幅広い応用に向けての道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-04-13T14:40:43Z)
• Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one hole of a photonic crystal cavity [47.187609203210705]
  一次元で自由なSi$_3$N$_4$ベースのフォトニック結晶キャビティ内にSiV$-$含ナノダイアモンドを含むハイブリッド量子フォトニクスを示す。 結果として生じる光子フラックスは、自由空間に比べて14倍以上増加する。 結果は、ナノダイアモンドのSiV$-$-中心を持つハイブリッド量子フォトニクスに基づいて量子ネットワークノードを実現するための重要なステップである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-21T17:22:25Z)
• Robust All-Optical Single-Shot Readout of NV Centers in Diamond [5.9403120410554555]
  光子コレクションが貧弱である場合でも、単ショットの忠実度を実現する全光スピン読み出し方式を示す。 このスキームは、スピン・ツー・チャージ変換と組み合わせた低温におけるスピン依存励起に基づいている。 我々は,この技術が,NVベースの量子レジスタを検知し,拡張するために必要となる浅層埋込み型NVセンターで機能することを証明する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-04T15:24:03Z)

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。