El eco de espín es una técnica de secuencias de pulsos que revierte la desfasación inhomogénea en conjuntos de espines o qubits aplicando uno o varios pulsos de control (típicamente un pulso π) que invierten la acumulación de fase, produciendo un reenfoque y una señal de eco en un tiempo posterior predecible.

Principio

Un pulso de inversión π aplicado en el tiempo τ invierte el signo de los desfases de fase acumulados por inhomogeneidades de campo estáticas o de baja frecuencia, de modo que las fases se realinean en el tiempo 2τ; el método distingue la desfasación reversible de los mecanismos irreversibles de decoherencia.

Demostración

En la secuencia de Hahn, aplicar un pulso π/2 para crear magnetización transversal, esperar τ durante el cual los espines se desfasen, aplicar un pulso π para invertir las fases y observar un eco en 2τ; la amplitud del eco permite sondear la coherencia y obtener información sobre T2 y T2* según el protocolo.

Aplicación incorrecta

Suponer que el eco de espín elimina todas las formas de decoherencia (incluida la relajación T1 o ruido más rápido que el ancho de banda de la secuencia) o descuidar imperfecciones de los pulsos y transitorios de fase inducidos por el pulso conduce a sobreestimar la coherencia recuperable.

Consecuencia

Una implementación correcta recupera la coherencia perdida por ensanchamiento inhomogéneo reversible, extiende los tiempos de coherencia observables para espectroscopía y control cuántico, y permite caracterizar espectros de ruido y primitivas de corrección de errores en dispositivos cuánticos.

Inversión

Sin el pulso de inversión, la desfasación del conjunto provoca una caída de la señal transversal sin eco; por el contrario, aplicar secuencias rápidas de pulsos de inversión (desacoplo dinámico) generaliza el eco hacia una supresión continua de ciertas bandas de ruido.

Límite

El eco de espín corrige la desfasación debida a inhomogeneidades estáticas o ruido de baja frecuencia, pero no puede revertir procesos de relajación energética (T1) ni decoherencia causada por acoplamientos fuertes o ruido de alta frecuencia; su rendimiento está limitado por la fidelidad de los pulsos y la banda de control finita.

Tensión semántica

Hay tensión entre llamar al eco 'recuperación de coherencia' o 'reenfoque temporal': el eco restaura la alineación de fase perdida por procesos reversibles pero no implica la eliminación de las fuentes subyacentes de decoherencia; esta distinción es importante para las afirmaciones sobre supresión de errores.

Síntesis

Las secuencias de eco de espín usan inversiones de fase controladas para convertir la dispersión de fase determinista acumulada en un realineamiento posterior: separan operativamente la desfasación inhomogénea reversible de la decoherencia irreversible y constituyen la base para la espectroscopía de ruido y el desacoplo dinámico.