薄膜金刚石中色心的高Q腔界面
量子物理
2024-02-09 v1 光学
摘要
量子信息技术有望通过能够在量子计算机之间分发纠缠的安全通道来实现前所未有的计算资源。金刚石作为具有光学可访问自旋量子比特的类原子缺陷的载体，是实现扩展量子链路所需量子存储节点的领先平台。光子晶体（PhC）腔增强了光与物质的相互作用，是用于分别存储和传递量子信息的自旋与光子之间高效界面的关键组成部分。然而，尽管付出了巨大努力，在金刚石中实现具有高品质因数（Q）和设计灵活性的可见光PhC腔仍具挑战性。在此，我们展示了在近期开发的薄膜金刚石中制备的一维和二维PhC腔，其Q因子分别为1.8x10和1.6x10，这是在任何材料中实现的可见光PhC腔的最高Q值。重要的是，与以往依赖复杂底切方法的策略不同，我们的制备工艺简单且高产率，基于常规的平面制备技术。我们还展示了具有高光子提取效率的光纤耦合一维PhC腔，以及在4K下单SiV中心与该腔之间的光耦合，实现了13的Purcell因子。所展示的金刚石薄膜光子平台将提升量子节点的性能与可扩展性，并拓宽量子技术的范围。
引用
@article{arxiv.2402.05811,
title = {High-Q Cavity Interface for Color Centers in Thin Film Diamond},
author = {Sophie W. Ding and Michael Haas and Xinghan Guo and Kazuhiro Kuruma and Chang Jin and Zixi Li and David D. Awschalom and Nazar Delegan and F. Joseph Heremans and Alex High and Marko Loncar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.05811},
year = {2024}
}