Probing many-body dynamics in a two-dimensional dipolar spin ensemble
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Notice bibliographique
Résumé
The most direct approach for characterizing the quantum dynamics of a strongly interacting system is to measure the time evolution of its full many-body state. Despite the conceptual simplicity of this approach, it quickly becomes intractable as the system size grows. An alternate approach is to think of the many-body dynamics as generating noise, which can be measured by the decoherence of a probe qubit. Here we investigate what the decoherence dynamics of such a probe tells us about the many-body system. In particular, we utilize optically addressable probe spins to experimentally characterize both static and dynamical properties of strongly interacting magnetic dipoles. Our experimental platform consists of two types of spin defects in nitrogen delta-doped diamond: nitrogen-vacancy colour centres, which we use as probe spins, and a many-body ensemble of substitutional nitrogen impurities. We demonstrate that the many-body system's dimensionality, dynamics and disorder are naturally encoded in the probe spins' decoherence profile. Furthermore, we obtain direct control over the spectral properties of the many-body system, with potential applications in quantum sensing and simulation.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle