通过全浓缩稀土离子晶体实现微波到光子的转换

大多数针对量子信息的固体中稀土离子的研究都使用了稀土离子掺杂晶体。本文中，我们分析了使用稀土离子而非作为掺杂剂、而是作为主体晶体一部分的晶体，将量子信息从微波光子转换到光频。较大的离子密度和较小线宽的可能性使此类系统在该应用中极具吸引力。我们表明，除了高效率外，还可能实现大带宽转换。事实上，稀土离子与光学和微波腔之间的集体耦合足够大，以至于器件带宽的限制反而是晶体中磁子模式之间的间距。