单光子来自金刚石中空位中心的量子频率转换
量子物理
2025-09-03 v1
摘要
金刚石中空位中心（SnV）是构建量子网络节点的有前景的候选者。然而，其本征光子发射波长为 619 nm，与在低损耗电信波长上运行的城市规模网络不兼容。为此，我们演示了对 619 nm 单光子高效、低噪声的量子频率转换（QFC），将其转换为电信 S 波段的 1480 nm。转换过程将 619 nm 光子与 1064 nm 泵光在包含单晶钾钛砷砷（KTA）晶体的主动稳定腔中进行混合。我们实现了内部（外部）转换效率为（48 +/- 3)%（（28 +/- 2)）%，噪声光子率为 2.2 +/- 0.9 cts/s/pm，在 40 GHz 的研究频率范围内谱林谱平坦。此外，我们证明了效率在 70 GHz 的频率范围内保持在最大值以上 80%。最后，我们使用激发脉冲列从嵌入波导的单个 SnV 中生成光子链并将其通过 QFC。经 QFC 后，我们观察到一串来自 SnV 寿命的电信光子，确认了成功的转换。这些结果代表了使用 SnV 中心构建城市规模光纤量子网络的关键一步。
引用
@article{arxiv.2509.01661,
title = {Quantum Frequency Conversion of Single Photons from a Tin-Vacancy Center in Diamond},
author = {Julia M. Brevoord and Jan Fabian Geus and Tim Turan and Miguel Guerrero Romero and Daniel Bedialauneta Rodríguez and Nina Codreanu and Alexander M. Stramma and Ronald Hanson and Florian Elsen and Bernd Jungbluth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.01661},
year = {2025}
}