Titelaufnahme

Titel
Coherent coupling of distant NV~ spin ensembles via a cavity bus / von Thomas Astner
VerfasserAstner, Thomas
Begutachter / BegutachterinSchmiedmayer, Hannes-Jörg ; Majer, Johannes
Erschienen2015
UmfangXIII, 82 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2015
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Quantum Physik / Quantentechnologie
Schlagwörter (EN)Quantum Physics / Quantum Technologies
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-85895 Persistent Identifier (URN)
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Coherent coupling of distant NV~ spin ensembles via a cavity bus [8.29 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Hybride Quantensysteme - die Kombination verschiedener Quantensysteme - bilden eine ideale Grundlage für die Realisierung von Quanteninformationstechnologien. Eigenschaften wie lange Kohärenzzeiten verbunden mit stabiler und schneller Kontrolle steigern das Interesse an diesen Systemen. In der vorliegenden Arbeit wird die kohärente Kopplung zwischen zwei räumlich getrennten Spin-Ensembles bearbeitet. Ein Spin-Ensemble wird dabei durch die Elektronenspins von Stickstoff-Defektzentren in Diamant realisiert. Die Kopplung zwischen den Ensembles erfolgt über einen supraleitenden Mikrowellenresonator. Dieser fungiert als Bussystem um Quanteninformationen kohärent zwischen den Ensembles auszutauschen. Im Transmissionsspektrum des Resonators kann der kohärente Energietransfer zwischen den Ensembles und dem Resonator direkt beobachtet werden. Die Kopplungsstärke zur Resonatormode wird um einem Faktor sqrt Sofern die Zeitskala der T2 Zeit verlängert werden kann, birgt diese Architektur großes Potential für die Verwendung als Quantenspeicher.

Zusammenfassung (Englisch)

Hybrid quantum systems - the combination of different quantum systems - serve as an ideal basis for realizing quantum information technologies. Characteristics such as long coherence times and robust control raise interest in these systems. The thesis at hand deals with the coherent coupling of two spin ensembles spatially separated by a macroscopic distance. Electron spins of nitrogen vacancy defects in diamond are employed as spin ensemble. The coupling is mediated via a microwave coplanar waveguide resonator acting as a high quality cavity. The device allows strong coupling of each ensemble to the cavity mode. By bringing both ensembles simultaneously in resonance with the cavity, the two ensembles behave like a single giant ensemble. The coupling strength to the cavity mode is increased by a factor sqrt