用于微波-光量子转换器的稀土光激发态中的电子自旋相干性
量子物理
2019-06-26 v2
摘要
为实现超导量子比特与光之间在量子网络中的纠缠转移，需要高效且可逆的光到微波相干转换器。具有窄光学和自旋跃迁的稀土掺杂晶体是实现这些器件的一种有前景的途径。当前方法使用基态电子自旋跃迁，其相干寿命（）常受自旋翻转-flop 过程和/或谱扩散限制，即使在极低温下亦然。在此，我们研究了 Er:YSiO 晶体在 1.6 至 3.5 K 温度及 8.7 mT 弱磁场下光激发态中的自旋相干性。通过 2 脉冲和 3 脉冲光探测自旋回波实验，分别测得高达 1.6 s 的自旋相干寿命和 1.2 ms 的布居寿命。对退相干过程的分析表明，激发态自旋在更低温度下可达 ms 量级的 ，而基态自旋态由于与晶格中其他 Er 自旋的共振相互作用（自旋扩散）可能仅限于几 s。我们提出了一种具有接近单位效率潜力的量子转换器方案，其利用了光激发电子能级的自旋态所提供的特定优势。
引用
@article{arxiv.1802.03354,
title = {Electron Spin Coherences in Rare-Earth Optically Excited States for Microwave to Optical Quantum Transducers},
author = {Sacha Welinski and Philip J. T. Woodburn and Nikolai Lauk and Rufus L. Cone and Christoph Simon and Philippe Goldner and Charles W. Thiel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.03354},
year = {2019}
}