論文の概要: Spectrally reconfigurable quantum emitters enabled by optimized fast
modulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.12591v3
- Date: Tue, 28 Jul 2020 00:49:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-27 18:14:35.352890
- Title: Spectrally reconfigurable quantum emitters enabled by optimized fast
modulation
- Title（参考訳）: 最適化高速変調による分光再構成可能な量子エミッタ
- Authors: Daniil M. Lukin, Alexander D. White, Rahul Trivedi, Melissa A. Guidry,
Naoya Morioka, Charles Babin, \"Oney O. Soykal, Jawad Ul Hassan, Nguyen Tien
Son, Takeshi Ohshima, Praful K. Vasireddy, Mamdouh H. Nasr, Shuo Sun,
Jean-Phillipe W. MacLean, Constantin Dory, Emilio A. Nanni, J\"org Wrachtrup,
Florian Kaiser, and Jelena Vu\v{c}kovi\'c
- Abstract要約: 色中心、希土類イオン、量子ドットなどの固体プラットフォームにおけるスペクトル制御は、チップ上のそのような応用を実現する上で魅力的である。
単一光子放射のスペクトル工学における周波数変調光遷移の利用を提案する。
その結果,周波数変調は単一光子のスペクトル特性と時間特性に対して前例のない制御を施した新しい光状態を生成するための強力な手法であることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.39394379814941
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The ability to shape photon emission facilitates strong photon-mediated
interactions between disparate physical systems, thereby enabling applications
in quantum information processing, simulation and communication. Spectral
control in solid state platforms such as color centers, rare earth ions, and
quantum dots is particularly attractive for realizing such applications
on-chip. Here we propose the use of frequency-modulated optical transitions for
spectral engineering of single photon emission. Using a scattering-matrix
formalism, we find that a two-level system, when modulated faster than its
optical lifetime, can be treated as a single-photon source with a widely
reconfigurable photon spectrum that is amenable to standard numerical
optimization techniques. To enable the experimental demonstration of this
spectral control scheme, we investigate the Stark tuning properties of the
silicon vacancy in silicon carbide, a color center with promise for optical
quantum information processing technologies. We find that the silicon vacancy
possesses excellent spectral stability and tuning characteristics, allowing us
to probe its fast modulation regime, observe the theoretically-predicted
two-photon correlations, and demonstrate spectral engineering. Our results
suggest that frequency modulation is a powerful technique for the generation of
new light states with unprecedented control over the spectral and temporal
properties of single photons.
- Abstract（参考訳）: 光子放出を形作る能力は、異なる物理システム間の強い光子媒介相互作用を促進し、量子情報処理、シミュレーション、通信への応用を可能にする。
カラーセンター、希土類イオン、量子ドットなどの固体プラットフォームにおけるスペクトル制御は、チップ上での応用を実現する上で特に魅力的である。
本稿では、単一光子放射のスペクトル工学における周波数変調光遷移の利用を提案する。
散乱行列形式を用いることで、光寿命よりも高速に変調された2レベルシステムは、標準の数値最適化手法に適合する広い再構成可能な光子スペクトルを持つ単一光子源として扱うことができる。
このスペクトル制御方式を実験的に実証するために,光量子情報処理技術に期待できるカラーセンタである炭化ケイ素中のシリコン空隙の強烈なチューニング特性について検討する。
シリコン空孔は優れたスペクトル安定性とチューニング特性を有しており、高速変調機構を探索し、理論的に予測された2光子相関を観測し、スペクトル工学を実証することができる。
その結果、周波数変調は単一光子のスペクトルと時間特性を前例のない制御で新しい光状態を生成するための強力な技術であることが示唆された。
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