論文の概要: Noise-resistant off-resonance π-rotation realized in an NMR system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.16098v1
- Date: Mon, 12 Oct 2026 03:05:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-19 07:42:44.746484
- Title: Noise-resistant off-resonance π-rotation realized in an NMR system
- Title（参考訳）: NMRシステムで実現した耐雑音性外共振π回転
- Abstract要約: 量子ビット(スピン)の精密な操作は、量子ビットと環境の間の結合によるノイズの強い抑制を必要とする。
二重パルスと18パルススピンスピロレーションシーケンスを提案する。
後者のシーケンスは、デフォーカスと駆動場ノイズの両方を同時に抑制することにより、前者よりもはるかに優れた性能を示すことが証明された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.151944889370496
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Precise manipulation of qubits (spins) requires strong suppression of noise arising from couplings between qubits and their environment, as well as from driving field fluctuations. We propose a double-pulse sequence and an eighteen-pulse sequence to realize a single spin pi-rotation under off-resonance conditions (instead of conventional on-resonance or near-resonance conditions). It is proved that the latter sequence performs much better than the former in simultaneously suppressing both dephasing and driving field noise. As a proof of principle, we experimentally demonstrate, by implementing both sequences in an NMR spin system with a polarized initial spin state, that the off-resonance pi-rotation fidelity reaches as high as 0.9992 +/- 0.0008 for the double-pulse sequence and 0.9997 +/- 0.0006 for the eighteen-pulse sequence. In addition, the noise-tolerance range of the eighteen-pulse sequence is about 20 percent of the driving field strength, approximately three times wider than that of the double-pulse sequence. Besides its potential application in the NMR community, our proposal provides an alternative practical way to accurately control qubits by suppressing the coexisting transversal and longitudinal noises.
- Abstract（参考訳）: クビット(スピン)の精密な操作は、クビットと環境の結合によるノイズの強い抑制と、駆動磁場の変動を必要とする。
オフ共振条件(従来のオン共振条件や近接共振条件ではなく)下での単スピンピ回転を実現するために,ダブルパルスシーケンスと18パルスシーケンスを提案する。
後者のシーケンスは、デフォーカスと駆動場ノイズの両方を同時に抑制することにより、前者よりもはるかに優れた性能を示すことが証明された。
原理の証明として、偏極初期スピン状態を持つNMRスピン系において両方の配列を実装することにより、オフ共鳴π回転忠実度が2パルスシーケンスで0.9992 +/- 0.0008、18パルスシーケンスで0.9997 +/- 0.0006に達することを実験的に実証した。
さらに、18パルス列の耐雑音範囲は、駆動磁場強度の約20%であり、倍パルス列の約3倍の幅である。
NMRコミュニティにおける潜在的な応用に加えて、我々の提案は、既存の横方向ノイズと縦方向ノイズを抑えることで、量子ビットを正確に制御する代替の実用的な方法を提供する。
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