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Spin Mechanics in the Strong Coupling

Descripción del proyecto

Un nuevo nanosistema integrado podría ayudar a investigar los efectos cuánticos en sistemas visibles de gran tamaño

Comprender la frontera entre la física clásica y la cuántica es un gran reto para los científicos. La creación de estados no clásicos en osciladores mecánicos macroscópicos ofrece una forma de explorar esta conexión. Dichos estados también podrían utilizarse como memorias cuánticas en experimentos de información cuántica. Sin embargo, solo se ha logrado un fuerte acoplamiento entre espines y osciladores mecánicos en osciladores mecánicos de frecuencia de gigahercios acoplados a cúbits superconductores. Con el apoyo del programa Acciones Marie Skłodowska-Curie, el proyecto SMESC combinará centros de vacantes de nitrógeno en diamante, que ofrecen largos tiempos de coherencia y una gran transición óptica, con nanocables de carburo de silicio de alta sensibilidad. Mediante la construcción de una plataforma criogénica que vincule estos componentes, los investigadores podrán lograr un acoplamiento fuerte y demostrar la lectura del estado de espín en un solo disparo.

Objetivo

The ability to prepare a macroscopic mechanical oscillator in a non classical state would have dramatic implications, both at the fundamental level, by upgrading our knowledge of the boundary between classical and quantum physics, and on a more applied point of view, by using the potentially long coherence time of state of the art mechanical oscillators as quantum memories in a quantum information experiment. If alternatives exist, the direct coupling of a spin platform to a mechanical oscillator is one of the most advanced route to reach such milestone. So far, the strong coupling regime, characterized by a spin mechanical exchange rate above both the mechanical and the spin decoherence rates, has not been attained except in GigaHertz frequency mechanical oscillators coupled to superconducting qubits.

Among spin platforms, Nitrogen Vacancy centers in diamond offer very long coherence times and a large optical transition. Immersed in a strong magnetic gradient bias, their energy splitting depends on their position, creating the spin-mechanical interface.
Among mechanical oscillators, silicon carbide nanowires offer very low masses and therefore an extremely high force sensitivity, which is of prior interest to measure the very low force induced by a single spin flip to a magnet attached to its tip.

Spin MEchanics in the Strong Coupling (SMESC) will build a cryogenic spin mechanical coupling platform with a NV center host and a silicon carbide nanowire functionalized with a nanomagnet. It will demonstrate the first operation of such platform in the strong coupling regime by performing a single shot readout of the spin state by reading the position of the mechanical oscillator.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinador

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Aportación neta de la UEn
€ 241 974,56
Coste total
Sin datos