論文の概要: Ten-Second Electron-Spin Coherence in Isotopically Engineered Diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.07439v1
- Date: Wed, 08 Apr 2026 18:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-10 18:34:05.482158
- Title: Ten-Second Electron-Spin Coherence in Isotopically Engineered Diamond
- Title（参考訳）: 異方性ダイヤモンドの電子スピンコヒーレンス
- Authors: Takashi Yamamoto, H. Benjamin van Ommen, Kai-Niklas Schymik, Beer de Zoeten, Shinobu Onoda, Seiichi Saiki, Takeshi Ohshima, Hadi Arjmandi-Tash, René Vollmer, Tim H. Taminiau,
- Abstract要約: (111)成長ダイヤモンドの窒素空孔中心のスピンと光コヒーレンスについて検討した。
その結果、ダイヤモンド中の不純物の取り込みと、量子ネットワークや他の量子技術のためのスピン量子制御を改善する新しい機会を探求する新たな道がもたらされた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Solid-state spin defects are a promising platform for quantum networks. A key requirement is to combine long ground-state spin-coherence times with a coherent optical transition for spin-photon entanglement. Here, we investigate the spin and optical coherence of single nitrogen-vacancy (NV) centres in (111)-grown isotopically engineered diamond. Our diamond-growth process yields a precisely controlled $^{13}\mathrm{C}$ concentration and low-ppb nitrogen concentrations. Combined with the mitigation of 50 Hz noise using a real-time feedforward scheme and tailored decoupling sequences, this enables record defect-electron-spin coherence times of $T_2 = 6.8(1)$ ms for a Hahn echo and of $T_2^{DD} = 11.2(8)$ s under dynamical decoupling. In addition, we observe coherent optical transitions with a near-lifetime-limited homogeneous linewidth of 16.9(4) MHz and characterize the spectral diffusion dynamics. These results provide new avenues to investigate the incorporation of impurities in diamond and new opportunities for improved spin-qubit control for quantum networks and other quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 固体スピン欠陥は量子ネットワークにとって有望なプラットフォームである。
鍵となる要件は、長い基底状態のスピンコヒーレンス時間と、スピン-光子絡み合いのためのコヒーレント光遷移を組み合わせることである。
そこで本研究では,111粒の異方性ダイヤモンドにおける単一窒素空孔(NV)中心のスピンと光コヒーレンスについて検討する。
我々のダイヤモンド成長過程は、正確に制御された$^{13}\mathrm{C}$濃度と低pb窒素濃度をもたらす。
リアルタイムフィードフォワードスキームと調整されたデカップリングシーケンスを用いた50Hzのノイズの緩和と組み合わせることで、破れた電子スピンのコヒーレンス時間をハーンエコーで6.8(1)$ ms、動的デカップリングで11.2(8)$ sと記録できる。
さらに,16.9(4)MHzの近寿命制限等質線幅を持つコヒーレント光遷移を観測し,スペクトル拡散ダイナミクスを特徴付ける。
これらの結果は、ダイヤモンド中の不純物の取り込みと、量子ネットワークや他の量子技術のためのスピン量子制御を改善する新しい機会を探求するための新しい道を提供する。
関連論文リスト
- Enhancement of quantum coherence in solid-state qubits via interface engineering [14.755941195101064]
ダイヤモンドの低い窒素空孔中心は量子センサーを期待できるが、ノイズによって引き起こされる短いコヒーレンス時間に悩まされている。
酸素終端およびグラフェンパッチにより界面工学を行い, 浅いNVコヒーレンスを1ms以上まで延長した。
この統合されたアプローチは、拡張コヒーレンス、感度の向上、デバイス耐久性を組み合わせることで、実用的な量子センシングを推し進める。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-03T04:48:07Z) - Spin-Photon Correlations from a Purcell-enhanced Diamond Nitrogen-Vacancy Center Coupled to an Open Microcavity [0.0]
スピン量子ビットと単一光子の間の効率的なインターフェースは、量子科学と技術にとって重要なシステムである。
オープンマイクロキャビティを接続したコヒーレント制御ダイヤモンド窒素空孔中心電子スピン量子ビットについて報告する。
2-qubitおよび3-qubitのスピン光子状態を生成し、光子時間ビン量子ビットとスピン量子ビットの間の2-qubitZ-basis相関を測定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-06-25T18:00:02Z) - Spin Squeezing of Macroscopic Nuclear Spin Ensembles [44.99833362998488]
マクロなスピンアンサンブルのスクイージングは、基礎物理学実験に有用な技術であることが証明される。
脱コヒーレンスと有限スピン偏極の存在下でのスクイージングダイナミクスを解析し、いくつかの核スピン系において7dBスピンスクイージングの実現が可能であることを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-02-19T21:16:54Z) - Microwave-based quantum control and coherence protection of tin-vacancy
spin qubits in a strain-tuned diamond membrane heterostructure [54.501132156894435]
ダイヤモンド中のスズ空孔中心(SnV)は、1.7Kで望ましい光学特性とスピン特性を持つ有望なスピン光子界面である。
我々は、これらの課題を克服する新しいプラットフォームを導入する。SnVは、一様に歪んだ薄いダイヤモンド膜の中心である。
結晶ひずみの存在は温度依存性の劣化を抑え、コヒーレンス時間を4Kで223ドルまで改善する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-21T21:40:21Z) - Coherent spin dynamics of rare-earth doped crystals in the
high-cooperativity regime [0.7586208381054043]
希土類ドープ結晶は長いコヒーレンス時間を持ち、マイクロ波と光子の量子インターフェースを提供する可能性がある。
我々は2種のレアアーススピン種である145$NdとYbをY$2$SiO$_5$にドープし、高協調性状態の平面マイクロ波共振器と結合するスピンダイナミクスを測定した。
共鳴スピンから生じる瞬時拡散や不純物電子および核スピンからの温度依存性のスペクトル拡散を含む関連するデコヒーレンス機構を同定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-08T17:36:59Z) - Nanoscale inhomogeneity of charge density waves dynamics in
La$_{2-x}$Sr$_x$NiO$_4$ [47.660421557330174]
低温におけるLa$_2-x$Sr$_x$NiO$_4+y$ペロブスカイトにおけるナノスケールでの電荷密度波(CDW)の運動の空間的不均一性に着目した。
共鳴軟X線光子相関分光法(XPCS)を用いて,T50KにおけるCDWの不規則な増加運動が相関長の減少と関連していることを示す。
この研究の主な成果は、微小X線回折によるCDW緩和ダイナミクスのナノスケール空間不均一性の直接可視化である。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-26T12:19:11Z) - Quantum control of the tin-vacancy spin qubit in diamond [41.74498230885008]
ダイヤモンドにおけるグループIVカラーセンターは、量子ネットワークデバイスにとって有望なライトマッターインターフェースである。
負電荷のスズ空洞中心(SnV)は、大きなスピン軌道結合がフォノンの脱落を強く防いでいるため、特に興味深い。
我々は、全光刺激されたラマンドライブを介してSnVスピン量子ビットの多重軸コヒーレント制御を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-01T18:36:12Z) - 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) - Room Temperature Coherent Control of Spin Defects in hexagonal Boron
Nitride [0.0]
スピン状態がアクセス可能な固体の光学活性欠陥は、固体量子情報やセンシング用途の候補として有望である。
六方晶窒化ホウ素(hBN)におけるホウ素空孔中心のアンサンブルのコヒーレント制御の実現
量子技術におけるファン・デル・ワールス材料の利用には,本研究の成果が重要である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-23T16:31:37Z)
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。