13ª Semana Integrada do Instituto de Física de São Carlos

Centros nitrogênio-vacância como plataforma para estudo de flutuações quânticas

21 de ago. de 2023 10:30

1h 30m

Salão de Eventos USP

Normal 10h30 - 12h00

Descrição

Os centros de nitrogênio vacância (NV) em diamantes são sistemas de spin de estado sólido promissores para aplicações em computação quântica e processamento de informação quântica. Esses centros possuem um longo tempo de coerência em seu estado fundamental tripleto $A^3$, podendo alcançar cerca de 1,8 ms. (1) Além disso, eles são facilmente manipuláveis e mensuráveis usando luz laser e micro-ondas, mesmo em temperatura ambiente. Essas características tornam os centros NV úteis para estudar propriedades fundamentais de termodinâmica quântica e investigar relações de flutuações quânticas. No contexto da termodinâmica estocástica, as relações de flutuações quânticas são relações exatas que descrevem fenômenos fora do equilíbrio. Em particular, nesse contexto, uma hipótese postula que a variação de energia ($\mathrm{\Delta }E$) em um sistema aberto, entre dois tempos distintos, segue uma relação de troca de flutuação. Para verificar essa relação, foi aplicado um protocolo experimental buscando obter a estatística das mudanças de energia nesse sistema. Neste trabalho, apresentamos medidas realizadas em um ensemble de centros NV, inspiradas em um estudo anterior (2) que verificou a relação mencionada utilizando centros NV isolados (single-NV).

Referências

1 BALASUBRAMANIAN, G. et al. Ultralong spin coherence time in isotopically engineered diamond. Nature Materials, v. 8, n. 5, p. 383-387, 2009.

2 HERNÁNDEZ-GÓMEZ, S. et al. Experimental test of exchange fluctuation relations in an open quantum system. Physical Review Research, v. 2, n. 2, p. 023327-1-023327-9, 2020.