自旋1/2的时间最优旋转：在金刚石NV中心自旋中的应用
量子物理
2015-03-18 v1
摘要
我们研究了为自旋1/2设计的时间最优bang-bang控制[U. Boscain and P. Mason, J. Math. Phys. {\bf 47}, 062101 (2006)]在金刚石氮-空位(NV)中心电子自旋旋转中的适用性。NV中心的自旋是一个三能级系统，其中两个能级构成相关的量子比特子空间，时变磁场控制在该子空间内执行旋转，而第三个能级是闲置的。我们发现，与传统的振荡正弦驱动相比，bang-bang控制协议将旋转时间减少了20-25%。我们还发现，对于大多数偏置场值，向闲置能级的泄漏非常小，因此NV中心是实验研究时间最优协议的合适测试平台。然而，对于某些特殊的偏置场值，不希望的泄漏会大大增加。我们证明，这是由与bang-bang驱动场的高阶傅里叶谐波共振引起的。
引用
@article{arxiv.1102.0088,
title = {Time-optimal rotation of a spin 1/2: application to the NV center spin in diamond},
author = {Zhi-Hui Wang and V. V. Dobrovitski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.0088},
year = {2015}
}
备注
6 pages, 4 figures