具有创纪录室温量子相干时间的可扩展电信波段单铒系统
量子物理
2026-04-14 v2
摘要
消除低温操作要求，同时保持微秒级量子相干性并实现 CMOS 可扩展性，仍然是电信波段量子技术的核心挑战。为解决这一问题，我们引入了一个 CMOS 兼容的量子系统，该系统包含在可见光与电信 C 波段工作的单铒离子量子比特（五能级系统）。通过创新的纳米制造技术，我们实现了自对准离子放置，从而能够空间隔离单个铒离子并抑制退相干。我们实现了可独立寻址的单铒器件，在环境条件下，其在电信 C 波段的光学相干时间创纪录地超过了 500 微秒，这一性能此前仅限于温度低 900 多倍的真空条件下。此外，我们首次展示了无背景、上转换启用的单光子铒发射，提供了相干、高对比度的光学读出。这项工作展示了首个室温单铒量子比特系统，其前所未有的特性为下一代无需低温的电信波段量子技术铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2601.11879,
title = {Scalable and telecom single-erbium system with record-long room-temperature quantum coherence},
author = {Alex Kaloyeros and Natasha Tabassum and Spyros Gallis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.11879},
year = {2026}
}