論文の概要: Molecule-based coherent light-spin interfaces for quantum information
processing -- optical spin state polarization in a binuclear Europium complex
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.09831v1
- Date: Wed, 17 Jun 2020 13:09:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-13 15:47:06.322732
- Title: Molecule-based coherent light-spin interfaces for quantum information
processing -- optical spin state polarization in a binuclear Europium complex
- Title（参考訳）: 分子系コヒーレント光スピン界面による量子情報処理 --二核ユーロピウム錯体の光スピン状態偏光
- Authors: Kuppusamy Senthil Kumar, Diana Serrano, Aline M. Nonat, Beno\^it
Heinrich, Lydia Karmazin, Lo\"ic J. Charbonni\`ere, Philippe Goldner, and
Mario Ruben
- Abstract要約: 希土類イオン(REI)は固体量子情報処理に適した候補である。
光学QIP応用における分子の有用性の第一の証明として、狭くスペクトルの穴を焼くことができることを示す。
長寿命のスペクトルブラックホールが観測され、Eu(III)基底状態核スピンの効率的な分極が示されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The success of the emerging field of solid-state optical quantum information
processing (QIP) critically depends on the access to resonant optical
materials. Rare-earth ions (REIs) are suitable candidates for QIP protocols due
to their extraordinary photo-physical and magnetic quantum properties such as
long optical and spin coherence lifetimes ($T_2$). However, molecules
incorporating REIs, despite having advantageous properties such as atomically
exact quantum tunability, inherent scalability, and large portability, have not
yet been studied for QIP applications. As a first testimony of the usefulness
of REI molecules for optical QIP applications, we demonstrate in this study
that narrow spectral holes can be burned in the inhomogeneously broadened
$^5$D$_0\to^7$F$_0$ optical transition of a binuclear Eu(III) complex,
rendering a homogeneous linewidth ($\Gamma_h$) = 22 $\pm$ 1 MHz, which
translates as $T_2 = 14.5$ $\pm$ 0.7 ns at 1.4 K. Moreover, long-lived spectral
holes are observed, demonstrating efficient polarization of Eu(III) ground
state nuclear spins, a fundamental requirement for all-optical spin
initialization and addressing. These results elucidate the usefulness of
REI-based molecular complexes as versatile coherent light-spin interfaces for
applications in quantum communications and processing.
- Abstract（参考訳）: 固体光量子情報処理(qip)の新興分野の成功は共鳴光材料へのアクセスに依存する。
希土類イオン(REIs)は、長い光およびスピンコヒーレンス寿命(T_2$)のような異常な光物理および磁気量子的性質のためにQIPプロトコルの候補となる。
しかし、REIを組み込んだ分子は、原子的に正確な量子チューナビリティ、固有のスケーラビリティ、大きなポータビリティといった利点があるにもかかわらず、QIPアプリケーションでは研究されていない。
As a first testimony of the usefulness of REI molecules for optical QIP applications, we demonstrate in this study that narrow spectral holes can be burned in the inhomogeneously broadened $^5$D$_0\to^7$F$_0$ optical transition of a binuclear Eu(III) complex, rendering a homogeneous linewidth ($\Gamma_h$) = 22 $\pm$ 1 MHz, which translates as $T_2 = 14.5$ $\pm$ 0.7 ns at 1.4 K. Moreover, long-lived spectral holes are observed, demonstrating efficient polarization of Eu(III) ground state nuclear spins, a fundamental requirement for all-optical spin initialization and addressing.
これらの結果は、REI系分子複合体を量子通信および処理への応用のための多用途コヒーレント光スピンインターフェースとしての有用性を解明する。
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