Controlling the nuclear polarization in quantum dots using optical pulses with a modest bandwidth
我们发现，具有适度光谱宽度的失谐光脉冲序列可以抑制InAs量子点中的核自旋。脉冲带宽足够大，以激发在这些带负电荷的点中的两个电子自旋本征态的相干叠加，但足够窄，以给出本征态之间的部分光谱选择性。电子自旋态的相干旋进和周期性激发聚焦核自旋分布，产生一组离散的旋进模式。光谱选择性通过依赖于光学自旋旋转而不是电子自旋弛豫的机制产生净核极化。
2011-02-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Angle dependence of $^{15}$N nuclear spin dynamics in diamond NV centers
该研究探究金刚石NV中心中$^{15}$N核自旋动力学的角度依赖性，观测到其拉莫尔进动受磁场与NV中心轴夹角的影响，提出利用该频率变化实现高灵敏度静磁检测，为提升直流磁测灵敏度和设计新方案提供支撑。
2023-06-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cosmic Axion Spin Precession Experiment (CASPEr)
我们提出了一个寻找QCD轴子和类轴子粒子（ALP）暗物质的实验。与背景轴子暗物质相互作用的原子核获得随时间变化的CP奇核矩，例如电偶极矩。与核磁共振类似，这些力矩在存在电场的情况下引起材料样品中的核自旋的进动。精确的磁力测量可以用来寻找这种进动。该实验的初始阶段可以覆盖ALP参数空间中超出当前天体物理和实验室限制的许多数量级。利用现有的技术，我们提出的实验方案对QCD轴子质量m_a < 10^-9 eV具有灵敏度，对应于理论上合理的轴子衰变常数f_a > 10^16 GeV。经过进一步的改进，这个实验最终可以覆盖质量m_a < 10^-6 eV的整个范围，这是对腔搜索的补充。
2014-05-29 astro-ph.CO cond-mat.other hep-ex
Strong Hyperfine-Induced Modulation of an Optically-Driven Hole Spin in an InAs Quantum Dot
与电子相比，InAs量子点中的空穴具有明显较弱的超精细相互作用，这导致较少的核自旋退相。因此，许多最近的研究表明，核自旋是不重要的空穴自旋动力学相比，电场波动。我们表明，空穴超精细相互作用可以通过核反馈效应对空穴自旋相干测量产生强烈的影响。核极化是通过一个独特的过程产生的，该过程依赖于空穴超精细相互作用的各向异性和核自旋的相干旋进，从而在核旋进频率处产生强调制。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Cosmic Axion Spin Precession Experiment (CASPEr): a dark-matter search with nuclear magnetic resonance
宇宙轴子自旋进动实验（CASPEr）是一个核磁共振实验（NMR），旨在探测可能构成宇宙中暗物质的轴子和类轴子粒子。我们回顾预测的轴子和类轴子粒子与重子物质的耦合，使他们通过核磁共振检测。然后，我们描述了两个测量方案正在实施CASPEr。第一种方法，在原来的CASPEr建议，包括通过连续波NMR光谱共振搜索。该方法对从几Hz到几百MHz的频率范围提供了最高的灵敏度，对应于质量$ m_{\rm a} \sim 10^{-14}$ - $10^{-6}$ eV。亚Hz频率通常难以用NMR探测，这是由于磁力计在该区域的灵敏度降低。为了规避这一限制，我们建议新的检测和数据处理方式。我们描述了一种非共振频率调制检测方案，使搜索从兆赫到赫兹的频率（$m_{\rm a} \sim 10^{-17}$ - $10^{-14} $ eV），延长了三十年的检测带宽。
2017-10-17 hep-ph physics.app-ph physics.data-an
Magnetic pseudo-fields in a rotating electron-nuclear spin system
在旋转的参考系中观察到的进动自旋出现频率偏移，类似于在旋转的地球上观察到的福柯摆的进动。这种频移可以理解为由旋转坐标系中的磁赝场引起，然而该磁赝场具有物理上显著的后果，例如巴尼特效应。检测这些伪场在实验上具有挑战性，因为需要双帧传感器。以前的工作已经实现了经典的双帧检测器。在这里，我们使用量子传感器，氮空位（NV）中心，在一个快速旋转的钻石检测旋转框架中的赝场。虽然常规磁场以与旋磁比成比例的速率诱导进动，但旋转使所有自旋的进动相等地移动，因此主要影响附近的$^{13}$ C核自旋。因此，我们能够探索这些影响，通过量子传感在一个快速旋转的框架，并定义一个新的方法来量子控制使用旋转诱导核自旋选择磁场。这项工作为实现精确旋转传感和量子自旋陀螺仪迈出了不可或缺的一步。
2017-07-11 cond-mat.other quant-ph
Controlling a nuclear spin in a nanodiamond
利用邻近暗核作为辅助自旋，可以增强金刚石中单个光学亮电子自旋的传感能力。这样的系统，到目前为止，仅在块状金刚石中实现，在磁感测的情况下提供了数量级更高的灵敏度和光谱分辨率，以及在量子信息方案中提供了改进的读出保真度和状态存储时间。在纳米金刚石中，作为移动纳米级传感器提供了额外的机会，电子-核自旋复合物仍然无法获得。我们展示了位于纳米金刚石中氮空位中心4 π的13 C核自旋的相干控制，并显示了这种混合自旋系统的两个组件之间的量子态转移。我们提取了一个核自旋自由进动时间T2* = 26 us，这超过了裸电子自由进动时间在纳米金刚石两个数量级。
2016-11-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optically driven spin precession in polariton condensates
本研究针对自旋极化激元凝聚体自旋相干性受粒子间相互作用限制的问题，通过对空间旋转非对称激子库的射频调制实现全光驱动自旋进动，消除退极化，获得数GHz进动与仅受泵浦源频率漂移限制的相干时间，为自旋电子学等应用提供新方案。
2023-05-05 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Extended Kalman Smoothing of Free Spin Precession Signals for Accurate Magnetic Field Determination
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)（德国联邦物理技术研究院）
本文提出利用扩展卡尔曼平滑器对极化^3He自由自旋预cession信号进行高精度频率估计，通过期望最大化算法自动适应波动，减少估计误差，提升核磁共振磁力计的精度和稳定性。
2025-11-21 quant-ph
Dark matter detection using nuclear magnetization in magnet with hyperfine interaction
提出利用具有强超精细相互作用的MnCO₃磁体中核自旋与电子自旋的集体进动来探测轴子和暗光子等轻暗物质，并估计了感应读出和光子腔读出下的新参数空间灵敏度。
2024-03-04 cond-mat.mes-hall hep-ex hep-ph
Pulse sequences for controlled 2- and 3-qubit gates in a hybrid quantum register
我们提出并证明了一个量子控制方案的混合量子寄存器，可以减少操作时间，因此放松的影响，相比现有的实现。它将共振激发脉冲与量子比特系统的内部哈密顿量下的自由进动周期相结合。我们用这个方案实现了类似于金刚石中氮空位中心的电子和核自旋的受控非操作的量子门。作为一个具体的应用，我们在电子和核自旋量子比特之间转移布居，并使用它来测量具有多个耦合自旋的系统中的核自旋的拉比振荡。
2018-06-21 quant-ph
Improved indirect control of nuclear spins in diamond NV centers
由不同类型的量子位组成的混合量子寄存器提供了一系列的优势和挑战。主要的挑战是某些类型的量子比特对外部控制场的反应很慢，因此大大减缓了信息处理操作。已经在许多情况下测试的一种有希望的方法是使用间接控制，其中外部场仅施加到与谐振激发脉冲强烈相互作用的量子位。在这里，我们使用这种方法来间接控制NV中心的核自旋，使用微波脉冲来驱动电子自旋，结合自由进动周期，优化用于在核自旋上生成逻辑门操作。该方案提供了通用的控制，我们提出了两个典型的应用：极化核自旋和测量核自旋自由感应衰变信号，都没有施加射频脉冲。该方案是通用的，因为它可以在宽范围的磁场强度和任何温度下实施。
2019-12-22 quant-ph
Hybrid quantum magnetic field sensor with an electron spin and a nuclear spin in diamond
最近，基于金刚石中氮空位（NV）中心的电子自旋的磁场传感器已经从实验和理论的角度被研究。这个系统提供了一个纳米级的磁力计，并且可以检测单个自旋的进动。在本文中，我们提出了一个传感器组成的电子自旋和核自旋的钻石。虽然电子自旋与磁场有合理的相互作用强度，但自旋的相干时间相对较短。另一方面，核自旋具有更长的寿命，而自旋与磁场的相互作用可以忽略不计。我们表明，通过这样的两个不同的自旋通过超精细相互作用的组合，有可能构建一个磁场传感器的灵敏度远远超过以前的传感器，只使用一个单一的电子自旋。
2016-08-24 quant-ph
Three-dimensional localization spectroscopy of individual nuclear spins with sub-Angstrom resolution
我们报告精确的本地化光谱实验的个别13 C核自旋附近的中央电子传感器自旋在金刚石芯片。通过检测快速切换的外部磁场中的核自由旋进信号，我们以亚埃分辨率和超过10埃的距离检索核自旋的三维空间坐标。我们进一步表明，费米接触的贡献，可以通过测量核g因子增强的约束。所提出的方法将是有用的映射的原子尺度结构的单分子，纳米级核磁共振光谱学的一个雄心勃勃的重要目标。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anisotropic electron-nuclear interactions in a rotating quantum spin bath
中心量子比特自旋与周围自旋池之间的相互作用对于基于自旋的固态量子传感和量子信息处理是至关重要的。自旋浴相互作用通常是强各向异性的，并且快速物理旋转长期以来一直用于固态核磁共振中以模拟各向异性相互作用的运动平均，例如核自旋之间的偶极耦合。在这里，我们表明，氮空位中心的电子自旋和$^{13}$ C核自旋浴在高达300，000 rpm旋转的金刚石之间的相互作用通过核自旋拉莫尔进动的频率调制引入到系统中的退相干。平均偶极耦合所需的离轴磁场的存在导致电子-核超精细相互作用的旋转依赖性，这不能用实验上可实现的旋转速度来平均。我们的研究结果提供了新的见解，使用物理旋转的量子控制与量子系统的运动和旋转的自由度是不固定的影响。
2021-05-16 quant-ph
Decoherence and dynamical decoupling control of nitrogen-vacancy center electron spins in nuclear spin baths
理论研究了高纯金刚石中氮空位中心电子自旋的退相干和动力学解耦控制，其中与$^{13}$ C核自旋的超精细相互作用是主要的退相干机制.退相干被表述为电子自旋与核自旋之间的纠缠，这是由电子自旋状态的核自旋浴演化引起的。核自旋浴演化是由单自旋进动和成对触发器等基本过程驱动的。退相干中不同基元过程的重要性取决于外磁场的强度。
2011-08-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Heterodyne Sensing of Nuclear Spins via Double Resonance
纳米级核磁共振（NMR）信号可以通过与顺磁电子传感器自旋的超精细相互作用来测量。外差方法被广泛用于克服电子自旋寿命限制的光谱分辨率。它使用一系列修改的哈恩回波脉冲序列与进动信号相干地应用，从而产生二次采样的NMR信号。由于应用高电子拉比频率的挑战，其应用限于低场，因此该方法的全部潜力尚未在高磁场下开发，这对NMR有利。在这里，我们提出了外差检测利用一系列的相位相干电子核双共振传感块，扩展纳米级NMR协议，以任意磁场。我们证明了这一原则上的一个单一的NV中心，无论是与内在的$^{14}$ N和每周耦合$^{13}$ C核自旋浴周围的单一NV中心。我们比较我们的协议，现有的外差协议，并讨论其前景。这项工作铺平了道路，高场纳米外差NMR协议与NV中心，这是至关重要的减少样品体积和提高化学分辨率。
2022-05-20 quant-ph
Indirect Control of the $\rm {}^{29}SiV^{-}$ Nuclear Spin in Diamond
金刚石中$^{29}$ SiV $^{-}$中心的电子自旋的相干控制和光学读出已经在文献中被证明，具有作为存储节点和自旋量子比特的令人兴奋的实现前景。由于核自旋的相干时间较长，它甚至可能更适合于量子信息处理中的许多应用。使用常规NMR技术控制$^{29}$ SiV $^{-}$核自旋是可行的，尽管由于核自旋的低旋磁比而处于低千赫兹速率。在这项工作中，我们从理论上证明了如何间接控制使用电子自旋轨道效应可以用于高速，兆赫控制的$^{29}$硅核自旋。我们讨论了原子核自旋进动频率对门时间的影响以及全光核自旋控制的激发可能性。
2022-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Light-induced Frequency Shift and Relaxation of Ground-State 3He via Metastability-Exchange Collisions
本研究发现并验证了3He中亚稳态交换碰撞介导的光与核子自旋相互作用导致的光致频移与弛豫效应，建立了理论模型并探讨了其在低磁场下对磁力计灵敏度的影响，揭示了量子水平光学操控核自旋的潜力。
2025-11-03 physics.atom-ph quant-ph
Coherence Time of a Solid-State Nuclear Qubit
我们报告了使用高功率RF去耦技术的NMR实验，以表明室温下固体硅晶体中的29-Si核自旋量子比特可以在10^9个岁差周期内保持量子相位。我们报告的相干时间比任何其他观察到的固态量子比特都长四个数量级以上。在高质量晶体中，这些时间受到残余偶极耦合的限制，并且可以通过同位素耗尽进一步改善。在缺陷重的样品中，我们提供了1/f噪声限制的退相干的证据。这些结果为基于固态核自旋的量子存储器和基于硅的量子计算机的提议提供了见解。
2003-09-23 cond-mat quant-ph
Three-dimensional nuclear spin positioning using coherent radio-frequency control
通过偶极相互作用的距离测量是核磁共振（NMR）应用于分子结构测定的基础，但它们仅提供关于自旋之间的绝对距离$r$和极角$θ$的信息。在这封信中，我们提出了一个协议，也检索方位角$ϕ$。我们的方法依赖于测量后的控制脉冲与校准的外部射频线圈的应用程序的核旋进相位。我们实验证明了在金刚石主晶体中相对于单个氮空位中心的中心电子自旋的单个碳-13核自旋的三维定位。精确定位三维核位置的能力是实现纳米级NMR技术的核心，该技术可以以原子分辨率成像单个分子的结构。
2018-07-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-Resolution NMR Spectroscopy at Large Fields with Nitrogen Vacancy Centers
本研究提出一种利用氮空位（NV）中心在高磁场下实现高分辨率NMR光谱的方法，通过将能量偏移映射到核自旋信号振幅并交替自由进动期，克服了NV传感器与高频核信号耦合的难题。
2023-04-03 quant-ph
Solid-State Quantum Computer Based on Scanning Tunneling Microscopy
我们提出了一个基于扫描隧道显微镜（STM）和成熟的硅技术应用的固态核自旋量子计算机。它需要测量由单个电子自旋的拉莫尔进动引起的隧穿电流调制。我们设想的STM量子计算机将在高磁场（$\sim 10$ T）和低温$\sim 1$ K下工作。
2001-03-03 quant-ph
Nuclear magnetic resonance spectroscopy with a superconducting flux qubit
从理论上分析了超导磁通量子比特（FQ）的核磁共振（NMR）谱性能。这种具有FQ的NMR是有吸引力的，因为可以在低温（$\sim$ mK）和低磁场（$\sim$ mT）的局部区域（$\simμ$ m）中检测相对少量的核自旋，其中其他类型的量子传感方案不能容易地访问。含有核自旋的样品直接附着在FQ上，并且FQ用作磁力计以检测来自核自旋的磁场。特别地，我们考虑了两种类型的方法与FQ的NMR。其中之一是利用空间非均匀的核自旋激发，这是由空间非对称的射频~（RF）脉冲驱动引起的。这种不均匀性导致穿过FQ的环路的DC磁通量的变化，这可以通过对FQ的标准Ramsey测量来检测。另一种方法是在FQ上使用动态解耦来测量由核自旋的拉莫尔进动引起的交流磁场。在这种情况下，既不需要自旋激发也不需要自旋极化，因为信号来自核自旋的波动磁场。利用实验上可行的参数计算了FQ的最小可探测核自旋密度（数）。我们表明，这些方法的最小可检测密度（数）的核自旋是约$10^{21}$ /cm $^3$（$10^8$）的积累时间为一秒。
2019-06-18 quant-ph
Phase locking nuclear spins in silicon with spin-orbit coupling
Department of Physics and Astronomy, University of Rochester（罗切斯特大学物理与天文系）；University of Rochester Center for Coherence and Quantum Science（罗切斯特大学相干性与量子科学中心）
通过电子自旋轨道耦合作为相位参考，实现了硅量子点中核自旋的相位锁定，并测量了其相干进动与非均匀退相。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effect of inter-system crossing rates and optical illumination on the polarization of nuclear spins nearby nitrogen-vacancy centers
为了量子精密测量和量子信息的应用，人们已经做了一些努力来研究氮空位（NV）中心附近的核环境。不同的方法显示出不同的核自旋极化效率，并依赖于与NV中心相关的电子自旋极化，这反过来又关键地取决于系统间的交叉。最近，在系统间穿越所涉及的速率已被测量，导致不同的过渡率模型。在这里，我们考虑了这些速率对几种基于水平反交叉的核极化方法的影响，以及当电子自旋处于ms = 0和ms = 1自旋状态时核布居的进动。我们证明了原子核的极化依赖于用来改变电子自旋的光激发的功率。核自旋极化的程度是不同的每一个过渡率模型。因此，这里给出的结果是相关的验证这些模型和极化核自旋。此外，我们分析了每种方法的性能，考虑核的位置相对于NV中心的对称轴。
2021-05-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhancing the Coherence of a Spin Qubit by Operating it as a Feedback Loop That Controls its Nuclear Spin Bath
在电子自旋量子比特的许多实现中，退相干的主要来源是主体材料的波动核自旋浴。这种浴的缓慢性使其本身成为一种有希望的缓解策略，其中核自旋浴在具有抑制波动的狭窄状态下制备。在这里，这种方法是实现了一个双电子自旋量子位在GaAs双量子点和近十倍的非均匀退相时间$T_2^*$的增加被证明。在随后的测量之间，通过使用量子位作为反馈回路来准备浴，该反馈回路首先通过相干进动测量其核环境，然后根据最终状态将其极化。这个过程导致两个点之间的非零偏振梯度处的稳定固定点，这使得快速通用量子比特控制成为可能。
2010-11-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multidimensional spectroscopy of nuclear spin clusters in diamond
本研究针对近表面自旋缺陷用于分子结构NMR分析时核环境表征不足的问题，结合多维光谱学与单核自旋进动弱测量，提出傅里叶光谱技术，实现室温下浅氮-空位中心$^{13}\text{C}$核自旋环境的精确定位与光谱编辑，为单自旋探针的分子结构分析提供新工具。
2024-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Low field nuclear polarization using Nitrogen Vacancy centers in diamonds
最近证明，即使在环境条件下，也可以使用金刚石中的氮空位（NV）色心来获得体核极化。这是基于NV电子自旋的光学偏振，并使用几种偏振转移方法。一种这样的方法是NOVEL序列，其中自旋锁定序列应用于NV自旋，微波功率等于核旋进频率。这在相对高的场下进行，以允许偏振转移和噪声去耦。因此，该方案需要精确的磁场对准以保持NV特性。这样的要求在许多实际场景中可能是不期望的或不切实际的。在这里，我们提出了一个新的序列，称为重聚焦NOVEL，它可以用于偏振传输（和检测），即使在低场。进行了数值模拟，同时考虑到自旋哈密顿和自旋退相干，我们表明，在现实的参数下，它可以优于NOVEL序列。
2017-11-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
The formation of a nuclear-spin dark state in silicon
本文在栅极定义的硅双量子点中实验实现了核自旋暗态，证明其能显著抑制电子-核耦合和自旋弛豫，为量子存储和量子传感提供新途径。
2025-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quadrupolar and anisotropy effects on dephasing in two-electron spin qubits in GaAs
理解半导体中电子自旋由于与核自旋的相互作用而产生的退相干是一个基本的兴趣，因为它们实现了中心自旋模型，并且对于使用电子自旋作为量子比特具有实际意义。有趣的效应来自于核自旋与电场梯度的四极相互作用，这已被证明可以抑制扩散核自旋动力学。因此，人们可能会期望它们增强电子自旋相干性。在这里，我们实验表明，对于栅极定义的GaAs量子点，核拉莫尔进动的四极展宽也可以减少电子自旋相干由于更快的去相关的横向核场。然而，这种影响可以消除适当的磁场方向。此外，我们观察到一个额外的调制自旋相干性，可以归因于各向异性电子$g$张量。这些结果完成了我们对门控量子点失相的理解，并指出了缓解策略。它们还可能有助于解开相关系统中无法解释的行为，如自组装量子点和III-V纳米线。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Control of electron spin decoherence caused by electron-nuclear spin dynamics in a quantum dot
通过求解耦合量子动力学方程，研究了InAs量子点中多个相互作用核自旋的介观浴对电子自旋退相干的控制。由于核自旋浴的分叉演化是基于电子自旋的上升或下降状态，因此它测量了电子自旋的哪个状态信息，从而降低了它的相干性。用对关联近似求解了核自旋池的多体动力学。在相应的时间尺度上，核的成对触发器，作为介观浴中的元激发，可以映射到非相互作用的赝自旋的进动。这种映射为理解退相干和设计控制方案提供了几何图像。仔细检查核浴动力学揭示了丰富的现象和控制电子自旋退相干的新的可能性。例如，当电子自旋在$τ$处被$π$ -脉冲翻转时，其相干性将在$\sqrt{2}τ$处部分恢复，这是从介观浴中量子解纠缠的结果。与常规自旋回波对非均匀展宽相位的重新聚焦不同，通过控制量子对象，通过引导浴态的量子演化来实现解纠缠。一个级联的脉冲序列的建设可以消除退相干与任意精度，与核-核自旋相互作用强度作为控制小参数。
2007-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Vector magnetic field sensing by single nitrogen vacancy center in diamond
在这封信中，我们提出并实验证明了一种方法来检测矢量磁场与一个单一的氮空位（NV）中心的金刚石。平行于NV中心轴的磁场可以通过检测电子塞曼位移来获得，而靠近NV中心的辅助核自旋的拉莫尔进动可以用于测量垂直于轴的场。实验上，塞曼位移和拉莫尔进动都可以通过NV中心的荧光测量。通过施加额外的校准磁场，可以用这种方法获得矢量磁场的完整信息。该矢量磁场检测方法对温度波动不敏感，可应用于纳米磁性测量。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum sensitivity limits of nuclear magnetic resonance experiments searching for new fundamental physics
核磁共振是寻找超轻类轴子暗物质的一种很有前途的实验方法。像宇宙轴子自旋进动实验（CASPEr）这样的实验最终会受到量子力学噪声源的限制，特别是自旋投影噪声。我们讨论如何可能达到这些基本限制。我们考虑一个磁共振实验的电路模型和量化三个噪声源：自旋投影噪声，热噪声和放大器噪声。总噪声谱的计算考虑了核自旋对电路阻抗的影响以及自旋系综对电路的反作用。抑制电路的反作用是特别重要的，以自旋投影噪声限制的搜索类轴子暗物质达到量子色动力学轴子灵敏度。
2021-03-10 cond-mat.other hep-ph physics.ins-det
Demonstration of diamond nuclear spin gyroscope
本研究演示了基于金刚石NV色心本征$^{14}$N核自旋的旋转传感器，采用光学极化读出与射频双量子脉冲协议，抑制温度敏感度且无需NV电子自旋共振微波脉冲，实现了4.7°/√s的灵敏度与0.4°/s的偏置稳定性。
2021-07-09 cond-mat.mes-hall physics.ins-det quant-ph
Axion signal search using hybrid nuclear-electronic spin systems
University College London（伦敦大学学院）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, Consejo Superior de Investigaciones Científicas（马德里材料科学研究所，西班牙国家研究委员会）
本文提出一种混合架构，通过超精细相互作用将轴子驱动的核自旋进动转换为高带宽电子自旋读出通道，实现对暗物质信号的高效探测。
2026-09-24 hep-ex hep-ph quant-ph
Long coherence of electron spins coupled to a nuclear spin bath
量子比特，即量子计算所需的量子力学比特，必须在很长一段时间内保持其脆弱的量子态。在许多类型的电子自旋量子位中，退相干的主要来源是电子自旋与宿主晶格的核自旋之间的相互作用。对于栅极限定的GaAs量子点中的电子，先前的自旋回波测量已经揭示了在低于100 mT的低磁场下约1 $μ$ s的相干时间。在这里，我们表明，在这样的设备的相干性实际上可以生存更长的时间，并提供了一个详细的了解所测量的核自旋诱导退相干。在几百毫特斯拉以上的磁场中，使用单脉冲自旋回波测量的相干时间扩展到30 $μ$ s。在较低的磁场下，回波首先崩溃，但随后在不同核素的相对拉莫尔进动的周期所给定的稍后时间恢复。这种行为是最近预测的，正如我们所示，可以定量地占一个半经典模型的电子自旋动力学的存在下，一个核自旋浴。使用多脉冲Carr-Purcell-Meiboom-Gill回波序列，去相干时间可以扩展到超过200 $μ$ s，这表示与先前的测量相比提高了两个数量级。这种有效的方法来减轻核自旋诱导退相干的演示，使量子纠错阈值触手可及。
2010-05-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Constraints on long-range spin-gravity and monopole-dipole couplings of the proton
本文报道了寻找地球质量与铷原子核自旋之间长程偶极耦合的结果。该实验同时测量的自旋进动频率的重叠合奏的$^{85}$ Rb和$^{87}$ Rb原子包含在一个抽空，抗弛豫涂层蒸汽细胞。Rb同位素的原子核结构使得实验对质子的自旋相关相互作用特别敏感。在地球的领域的质子的引力能的自旋相关的组成部分被发现是小于$3 \times 10^{-18}~{\rm eV}$，改善实验室的限制，远距离偶极子相互作用超过三个数量级。
2017-07-20 nucl-ex physics.atom-ph quant-ph
