論文の概要: Phase locking nuclear spins in silicon with spin-orbit coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.20340v1
• Date: Thu, 18 Jun 2026 15:10:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-19 18:23:39.938379
• Title: Phase locking nuclear spins in silicon with spin-orbit coupling
• Title（参考訳）: スピン軌道結合によるシリコン中の相ロック核スピン
• Authors: Habitamu Y. Walelign, Manas Ranjan Sahu, John M. Nichol,
• Abstract要約: コヒーレント核スピン制御は一般的にマイクロ波制御フィールドのような外部位相参照を必要とする。 我々は、内部電子スピン軌道結合のみを位相基準として、29ドルSi核スピンアンサンブルをシリコン量子ドットに位相ロックする。 我々の研究は、固体核スピンアンサンブルのコヒーレントな制御のための新しいルートを開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Because they have such long coherence times, nuclear spins have extraordinary potential for use in quantum information processing devices. However, coherent nuclear spin control generally requires external phase references, such as microwave control fields. Here, we phase-lock a $^{29}$Si nuclear spin ensemble in a silicon quantum dot using only the internal electronic spin-orbit coupling as a phase reference. When driven with the quantum-dot electrons, the nuclear spins align themselves to a phase determined by the electronic spin-orbit coupling and the timing of the drive protocol. This enables us to measure the coherent precession and inhomogeneous dephasing of the nuclear spins. We corroborate our results with detailed numerical simulations of the many-body electron nuclear system. Our work opens new routes for coherently controlling solid-state nuclear spin ensembles.
• Abstract（参考訳）: 長いコヒーレンス時間を持つため、核スピンは量子情報処理装置での利用には驚くべき可能性がある。 しかし、コヒーレント核スピン制御は一般にマイクロ波制御場のような外部位相参照を必要とする。 ここでは、内部電子スピン軌道結合のみを位相基準として、$^{29}$Si核スピンアンサンブルをシリコン量子ドットに位相ロックする。 量子ドット電子で駆動すると、核スピンは電子スピン軌道結合と駆動プロトコルのタイミングによって決定される位相に整合する。 これにより、核スピンのコヒーレントな沈着と不均一な脱落を測定することができる。 我々は、多体電子核系の詳細な数値シミュレーションで結果を裏付ける。 我々の研究は、固体核スピンアンサンブルのコヒーレントな制御のための新しいルートを開く。

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