来自束阱 Yb离子的紫外单光子的高效量子频率转换

离子阱系统是量子网络的领导候选者，因其长相干时间、高保真门操作以及产生理想 stationary memory qubit 与 flying communication qubit 配对的离子-光子纠缠而备受青睐。非线性量子频率转换技术的快速发展增强了通过光纤连接构建束阱离子量子网络的潜力。长距离纠缠生成已 demonstrated 使用 Ca$^{+}$ 和 Ba$^{+}$ 等离子，这些离子天然发射可见或近红外范围的光子。另一方面，由于 qubit-native 光子位于紫外(UV)谱中，尽管对 Yb$^{+}$ 进行了广泛研究，但其仍未被视为电讯 qubit 的强大竞争者。本文演示了将来自束阱 Yb$^{+}$ 离子发射的 UV 光子高效地转换为可见范围的差频转换技术。我们提供实验证据，确认转换后的光子来自 Yb$^{+}$ 离子。我们的结果为通过量子频率转换实现基于 Yb$^{+}$ 离子的长距离束阱离子量子网络提供了关键步骤。