无循环跃迁的固态自旋的光学量子非破坏测量
量子物理
2020-04-02 v1
摘要
固态中光学接口自旋是量子技术的一个有前景的平台。这些系统的一个关键组成部分是对自旋态的高保真度投影测量。在先前针对激光冷却原子与离子以及固态缺陷的研究中，这是利用光学循环跃迁上的荧光实现的；然而，循环跃迁并非普遍存在。在本工作中，我们证明使用光学腔修饰电磁环境可在固态原子缺陷中诱导出循环跃迁。通过将单个铒离子缺陷耦合到电信波长硅纳米光子器件，我们将其光学跃迁的循环性增强了超过100倍，从而能够以94.6%的保真度对离子自旋进行单次量子非破坏读出。我们利用该读出探测了自旋的相干动力学与弛豫。该方法将使得基于更广泛种类原子缺陷的量子技术成为可能。
引用
@article{arxiv.1907.09992,
title = {Optical quantum nondemolition measurement of a solid-state spin without a cycling transition},
author = {Mouktik Raha and Songtao Chen and Christopher M. Phenicie and Salim Ourari and Alan M. Dibos and Jeff D. Thompson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.09992},
year = {2020}
}