DIAMOND / NV LAB
Ein winziger Defekt. Eine neue Welt.
Steuere ein virtuelles Diamant-Qubit. Entdecke, wie Impulse seinen Zustand verändern – und warum Timing zählt.
Das Qubit sitzt nicht im ganzen Stein. Wir modellieren zwei Spinzustände an einer besonderen Stelle im Kristall.
Oben: sicher 0. Unten: sicher 1. Seitlich: beide Messergebnisse sind möglich. Die seitliche Richtung zeigt die Phase.
Ein Rechenbild, kein kreisendes Teilchen. Bei Störungen kann der Zeiger kürzer werden. Bei Ramsey zeigen wir den Zustand nach dem zweiten Impuls.
DEIN EXPERIMENT
Wie lange ist der richtige Impuls?
Ein passender Impuls kippt das Qubit von 0 nach 1. Ein doppelt so langer Impuls bringt es wieder zurück. Probiere 0,5 und 1 µs.
0 bedeutet: Der Antrieb trifft den Übergang genau.
Störungen lassen den klaren Rhythmus verblassen. Die gewählten Zeiten sind Lehrbeispiele, keine Herstellerdaten.
Zeitlupe zur Erklärung. Die Animation ist keine Rechenzeitmessung.
DAS ERGEBNIS
Nicht raten. Nachrechnen.
Die Linie zeigt die Chance, beim Auslesen eine 1 zu erhalten. Sie wird aus deinen Einstellungen berechnet.
Türkis: dein Modell · gestrichelt: ohne Störungen
Eine einzelne Messung ergibt 0 oder 1. Erst viele Wiederholungen zeigen diesen Anteil.
Noch keine Stichprobe gezogen.
Simulierte ideale Zustandsmessungen, keine gezählten Lichtteilchen. Für jede Wiederholung wird derselbe Zustand neu vorbereitet.
Wozu ist das gut?
Mit solchen Versuchen untersucht man, wie präzise sich ein Qubit steuern lässt und wie lange es seine Phase bewahrt. Das ist wichtig für Quantenrechner und empfindliche Quantensensoren. Hier kannst du die Zusammenhänge gefahrlos ausprobieren.
Modell, Grenzen & Quellen
Ein effektives Zwei-Zustands-Modell eines isolierten NV-Übergangs. Berechnung im rotierenden Bezugssystem mit Rotating-Wave-Näherung und Markovschem Zerfall. Initialisierung ideal; bei Ramsey auch die beiden π/2-Pulse ideal und instantan, mit gleicher Phase. Deshalb startet diese Kurve bei 100 %.
Antrieb: 1 MHz. Mit Störungen: T1 = 100 µs, Tφ = 2 µs; 1/T2 = 1/(2T1) + 1/Tφ. Ohne Störungen sind die Relaxationszeiten unendlich. Keine Hyperfeinstruktur, weiteren Spinniveaus, optische Dynamik oder Kopplung mehrerer Qubits. Kein kalibrierter digitaler Zwilling eines Herstellergeräts.
Die Rechnung läuft auf deinem Gerät, nicht auf unserem i9 und nicht auf Quantenhardware. Eine numerisch geprüfte Modellrechnung ersetzt keine experimentelle Validierung.
- Sewani et al.: Coherent control of NV− centers in diamond in a quantum teaching lab
- NIST: Diamond NV Center Magnetometry
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