金刚石中同位素工程组 IV 色心的超精细光谱
量子物理
2023-06-07 v2
摘要
耦合到自旋–光子接口的量子寄存器是量子通信与信息处理的关键组件。金刚石中的组 IV 色心（SiV、GeV 和 SnV）是该应用的 promising 候选者，其由具有光学跃迁的电子自旋作为量子寄存器耦合到核自旋构成。然而，为这些色心创建具有确定性且强耦合到自旋–光子接口的量子寄存器仍然具有挑战性。在此，我们对组 IV 色心的超精细参数进行第一性原理预测，并通过单个 GeV 与 SnV 发射体中自旋活性与自旋中性本征掺杂核光谱的全面比对进行了实验验证。与理论预测一致，大样本量的详细光谱揭示，超精细耦合导致 SnV 的光学跃迁分裂比光学线宽大一个数量级，并提供一个对磁场不敏感的跃迁。这种强耦合为金刚石色心量子寄存器开辟了新机制，为这些被广泛研究的发射体在新型自旋–光子纠缠与量子传感方案上打开途径。
引用
@article{arxiv.2306.00164,
title = {Hyperfine Spectroscopy of Isotopically Engineered Group-IV Color Centers in Diamond},
author = {Isaac B. W. Harris and Cathryn P. Michaels and Kevin C. Chen and Ryan A. Parker and Michael Titze and Jesus Arjona Martinez and Madison Sutula and Ian R. Christen and Alexander M. Stramma and William Roth and Carola M. Purser and Martin Hayhurst Appel and Chao Li and Matthew E. Trusheim and Nicola L. Palmer and Matthew L. Markham and Edward S. Bielejec and Mete Atature and Dirk Englund},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.00164},
year = {2023}
}