低温下单芳香分子的亚纳秒相干光操控
光学
2023-12-07 v1 化学物理
摘要
囚禁于固态中、处于液氦温度下的单分子因其出色的光稳定性以及约 10 ns 量级的寿命受限光学相干时间,有望成为发展量子技术的量子发射体。其电子态的相干制备需要 Rabi 周期远短于其光学相干时间的共振激发。我们通过对单频激光束进行整形,获得具有陡峭边沿与高开关强度比()的脉冲,在 3.2K 下实现了嵌入萘基质中的单个二苯并蒽分子跨越 17 个以上 Rabi 周期的亚纳秒驱动。使用为半 Rabi 周期量身定制的脉冲,电子激发态的制备保真度高达 0.97。通过单分子 Ramsey 光谱,我们证明在高达 5K 的温度下,光学相干寿命仍保持在其由两倍激发态寿命所决定的基本上限,使单分子能够在标准无低温冷却技术下适用于量子比特操控。
引用
@article{arxiv.2312.03359,
title = {Sub-nanosecond coherent optical manipulation of a single aromatic molecule at cryogenic temperature},
author = {Quentin Deplano and Philippe Tamarat and Brahim Lounis and Jean-Baptiste Trebbia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.03359},
year = {2023}
}