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ノイズの影響を抑えた量子系の確立は微小磁場の検出において非常に重要な意味を持つ。課題の実現へ向け我々は電子スピンと核スピンとの量子ハイブリッド系に着目した。核スピンは外界との相互作用が非常に弱く、電子スピンに比べ桁違いに長い量子状態の保持時間を持つことから量子メモリーとしての役割が期待される。一方で核スピンは外界との相互作用の弱さから量子制御に要する時間(ゲート時間)が非常に長いという課題があった。これに対し我々は、電子スピンの操作性と核スピンの量子メモリーとしての特性を利用した核スピンの高速制御法を理論的に提案している。この手法では電子スピンと核スピンとの量子力学的な相関を利用することで、制御の際に電子スピンが獲得した情報を核スピンへ移すことが可能である。現在投稿中の論文の内容では、この高速制御法による核スピンのゲート時間は原理的には既存の手法に比べ桁違いに短いことを示している。この手法を応用することで、電子スピンを介して微小磁場の信号を核スピンの量子状態に高速で反映させることが可能である。また、現在は上記の理論提案の実証に向けた初期段階の実験について投稿準備中である。
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