稀土掺杂晶体中通过大规模光学自旋极化延长相干时间
材料科学
2020-09-23 v1 量子物理
摘要
可光学寻址的自旋在量子通信、处理和传感中被积极研究。决定量子操作保真度与存储时间的光学与自旋相干寿命，常受限于自旋-自旋相互作用，而利用大磁场和/或 mK 级温度将自旋极化至低能态可减弱该作用。此处我们表明，以固定频率激光对一小部分离子进行光泵浦，结合自旋-自旋相互作用与自旋扩散，可在顺磁稀土掺杂晶体 Yb:YSO 中实现显著的自旋极化。事实上，在 2 K 与零磁场下已实现超过 90% 的自旋极化。利用该自旋极化机制，我们进一步展示了由于自旋-自旋相互作用的剧烈减弱，光学相干寿命从 0.3 ms 提升至 0.8 ms。此效应为在各种固态系统（如稀土离子系综或金刚石中的色心）中获得长光学与自旋相干寿命开辟了新方案，这对广泛的量子技术具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1910.07907,
title = {Coherence Time Extension by Large Scale Optical Spin Polarization in a Rare-Earth Doped Crystal},
author = {Sacha Welinski and Alexey Tiranov and Moritz Businger and Alban Ferrier and Mikael Afzelius and Philippe Goldner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.07907},
year = {2020}
}
备注
22 pages, 17 figures