利用混合自旋-光力学量子接口进行微波单光子探测
量子物理
2025-01-22 v2
摘要
半导体单光子探测器无法直接应用于微波波段，主要因为微波光子携带的能量远低，因此需要低温环境和专门的架构。本文提出了一种混合自旋-光力学接口来探测微波单光子，其中微波光子通过压电驱动耦合到声子谐振器。该声子腔同时充当光子腔，其中嵌入了金刚石中的单个硅空位 (SiV) 中心或这些中心的系综，从而将光学单光子探测协议桥接到微波域。我们将探测过程建模为一个通信信道，其容量由真实光子占据数 (A) 与探测器结果 (B) 之间的互信息 来量化。根据实验上可达到的参数，模拟预测 在 到 范围内，对应于每个探测区间内高于 90\% 的真阳性（探测）概率和低于 10\% 的假阳性（暗计数）概率。这些结果为微波频率下低噪声、高效率的单光子探测提供了一条可行路径。
引用
@article{arxiv.2401.10455,
title = {Microwave single-photon detection using a hybrid spin-optomechanical quantum interface},
author = {Pratyush Anand and Ethan G. Arnault and Matthew E. Trusheim and Kurt Jacobs and Dirk R. Englund},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.10455},
year = {2025}
}