論文の概要: Extending the spin coherence lifetimes of
${}^{167}$Er$^{3+}$$:$Y$_2$SiO$_5$ at subkelvin temperatures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.04498v2
- Date: Sat, 25 Jun 2022 08:36:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-22 23:51:29.346186
- Title: Extending the spin coherence lifetimes of
${}^{167}$Er$^{3+}$$:$Y$_2$SiO$_5$ at subkelvin temperatures
- Title（参考訳）: サブケルビン温度における${}^{167}$Er$^{3+}$$:$Y$_2$SiO$_5$のスピンコヒーレンス寿命の延長
- Authors: Jian-Yin Huang, Pei-Yun Li, Zong-Quan Zhou, Chuan-Feng Li, and
Guang-Can Guo
- Abstract要約: Er$3+$:$Y$$$SiO$_5$は、テレコムバンド量子メモリとマイクロ波状態で動作する量子コンピュータとの光通信に対面する量子トランスデューサに適合するため、特に興味深い材料である。
ここでは、サブケルビン温度におけるEr$3+$ドープ材料に対するパルス電子-核-二重共鳴法による研究を行い、最低動作温度では、電子スピンコヒーレンス時間が290$pm$17$mu$sに達する。
subkelvin (複数形 subkelvins)
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Er$^{3+}$$:$Y$_2$SiO$_5$ is a material of particular interest due to its
suitability for telecom-band quantum memories and quantum transducers
interfacing optical communication with quantum computers working in the
microwave regime. Extending the coherence lifetimes of the electron spins and
the nuclear spins is essential for implementing efficient quantum information
processing based on such hybrid electron-nuclear spin systems. The electron
spin coherence time of Er$^{3+}$$:$Y$_2$SiO$_5$ is so far limited to several
microseconds, and there are significant challenges in optimizing coherence
lifetimes simultaneously for both the electron and nuclear spins. Here we
perform a pulsed-electron-nuclear-double-resonance investigation for an
Er$^{3+}$-doped material at subkelvin temperatures. At the lowest working
temperature, the electron spin coherence time reaches 290 $\pm$ 17 $\mu$s,
which has been enhanced by 40 times compared with the previous results. In the
subkelvin regime, a rapid increase in the nuclear spin coherence time is
observed, and the longest coherence time of 738 $\pm$ 6 $\mu$s is obtained.
These extended coherence lifetimes could be valuable resources for further
applications of Er$^{3+}$$:$Y$_2$SiO$_5$ in fiber-based quantum networks.
- Abstract（参考訳）: Er$^{3+}$$:$Y$_2$SiO$_5$は、テレコムバンド量子メモリとマイクロ波系で動作する量子コンピュータとの光通信に接続する量子トランスデューサに適合するため、特に興味のある材料である。
電子スピンと核スピンのコヒーレンス寿命を延長することは、そのようなハイブリッド電子核スピンシステムに基づく効率的な量子情報処理を実装するために不可欠である。
Er$^{3+}$:$Y$_2$SiO$_5$の電子スピンコヒーレンス時間は、これまでのところ数マイクロ秒に限られており、電子スピンと核スピンの両方に対してコヒーレンス寿命を同時に最適化する上で大きな課題がある。
ここでは,er$^{3+}$ドープ材料をサブケルビン温度でパルス電子核二重共鳴実験を行う。
最低動作温度では、電子スピンのコヒーレンス時間は290$\pm$ 17 $\mu$sに達するが、これは以前の結果と比べて40倍に向上している。
サブケルビンでは、核スピンコヒーレンス時間の急速な増加が観測され、最長コヒーレンス時間は738$\pm$ 6$\mu$sである。
これらの拡張コヒーレンス寿命は、ファイバーベースの量子ネットワークにおけるEr$^{3+}$:$Y$_2$SiO$_5$のさらなる応用に有用な資源となる。
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