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J-GLOBAL ID：200902246278911366   整理番号：08A0558985

希土類固体量子ビット

Rare-earth solid-state qubits

著者 (8件)： BERTAINA S. (Inst. Neel, CNRS, Grenoble, FRA) ,  BERTAINA S. (INP de Grenoble, Grenoble, FRA) ,  GAMBARELLI S. (CEA-Grenoble, Grenoble, FRA) ,  TKACHUK A. (S.I. Vavilov State Optical Inst., St Petersburg, RUS) ,  KURKIN I. N. (Kazan State Univ., Kazan, RUS) ,  MALKIN B. (Kazan State Univ., Kazan, RUS) ,  STEPANOV A. (Fac. St Jerome, Marseille, FRA) ,  BARBARA B. (Inst. Neel, CNRS, Grenoble, FRA)
資料名： Nature Nanotechnology  (Nature Nanotechnology)
巻： 2  号： 1  ページ： 39-42  発行年： 2007年01月 
JST資料番号： W2059A  ISSN： 1748-3387  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 量子ビットは,量子コンピュータの基本構成要素である。一般に,スピン量子ビット状態は,電子の2つのスピン状態の単純な重ね合わせである。だが,希土類(RE)系では,全スピンSが,良好な量子数ではなくなる。何故ならば,このSと全起動角運動量L間のスピン-軌道結合が,Lと結晶場の電場勾配との結合よりも大きいからである。このため,良好な量子数は,全角運動量J=L+Sである。更に,RE元素は,Jとの大きな超微細相互作用を有する核スピンを伴う同位体を有することが多い。本調査では,Er³⁺:CaWO₄の量子ビットについて調査した。まず,このEr³⁺:CaWO₄において,連続波電子常磁性共鳴測定(CW-EPR)を実施した。そして,⁴He温度において,I=0とI=7/2の同位体に関する遷移を観測した。更に,マイクロ波出力による実験を行い,マイクロ波出力が低下するにつれ,指数減衰パラメータτ_Rが増加した一方,Rabi振動の数N(c)が,略一定であることが示された。この結果に基づく現象論式と,各スピンが平均二乗場振幅の確率場を受けるという仮定に基づく式を示した。この際,この確率場の原因は,結晶場分布と双極子相互作用に関連するものとした。これらの式を検証するため,異なる2方向のマイクロ波場について,1/τ_R対Ω_R(Rabi周波数)をプロットした。そして,プロットした曲線から,減衰速度がラビ周波数に対応することが示された。そして,Er:CaWO₄のJ=15/2のRabi振動が観測されたことによって,新たな型の異方性電子-核子スピン量子ビットが実証された。また,I=0の同位体からは,単一の準電子Rabi周波数が,そしてI=7/2の同位体からは,8つの量子ビットが観測された。本調査から,RE量子ビットが⁴He温度における拡張可能な量子情報処理に適していることが示唆された。

シソーラス用語： 符号 ,  重合せ ,  スピン-軌道相互作用 ,  角運動量 ,  超微細相互作用 ,  *タングステン酸塩 ,  カルシウム ,  *ドーピング ,  エルビウム ,  *ESR【磁気共鳴】 ,  *Rabi特性周波数 ,  *量子情報 ,  *量子ビット

分類 (1件)： その他の無機化合物のEPR  (BM07023D)

タイトルに関連する用語 (3件)： 希土類 ,  固体 ,  量子ビット