稀有稀土离子-光子相互作用及光子腔内强耦合的研究
量子物理
2025-04-15 v1 光学
摘要
发射器与腔体之间的强耦合对于推进量子网络具有重要意义。由于其长时间的光学和自旋相干性时间，稀有稀土离子（REIs）代表了一个具有吸引力的量子网络平台。然而，其固有的弱 4f 内光学跃迁通常导致耦合强度较低，从而将大多数当前成就限制在弱耦合 regime。本工作提出了一种实现芯片级量子网络的方案，将 REIs 耦合到高质量的哨兵经典模式（WGM）微腔体中。此外，我们提供了一种参数放大技术的数值验证，以增强发射器-腔体耦合强度。作为该方法的延伸，该耦合系统有效实现了局部量子比特与飞行量子比特的量子纠缠。该研究深化了对发射器-腔体相互作用的理解，为实现基于 REIs 的光子平台作出了贡献，这些平台对于分布式量子计算和开发稳健的量子网络至关重要。
引用
@article{arxiv.2504.09863,
title = {Investigation of Rare-Earth Ion-Photon Interaction and Strong Coupling in Optical Microcavities},
author = {Quanshen Shen and Wentao Ji and Junyu Guan and Li Qian and Zihua Chai and ChangKui Duan and Ya Wang and Kangwei Xia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.09863},
year = {2025}
}