腔增强的核自旋量子比特光学读出与控制
量子物理
2026-03-03 v1
摘要
核自旋在固体中具有优异的相干性，使其成为量子网络和量子中继器中量子存储器的首要候选者。然而，单个核自旋量子比特的直接全光学初始化、相干控制和读出一直是一个突出的挑战。在这里，我们通过在低温法布里-珀罗腔中将167-Er掺杂剂嵌入正硅酸钇中实现了这一目标，该腔的线宽为65 MHz，远小于相邻超精细能级之间0.9 GHz的间隔。因此，频率选择性发射增强实现了91(2)%的单发读出保真度。此外，大磁场冻结了顺磁杂质，使得相干时间超过0.2秒。核自旋量子比特与频率复用寻址以及最小损耗电信C波段中寿命受限的光子发射相结合，确立了167-Er作为长距离、基于光纤的量子网络的领先平台。
引用
@article{arxiv.2603.01987,
title = {Cavity-enhanced optical readout and control of nuclear spin qubits},
author = {Alexander Ulanowski and Johannes Früh and Fabian Salamon and Adrian Holzäpfel and Andreas Reiserer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.01987},
year = {2026}
}