論文の概要: Resonant and phonon-assisted ultrafast coherent control of a single hBN color center

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.04780v1
• Date: Tue, 10 May 2022 10:01:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-13 17:51:46.502129
• Title: Resonant and phonon-assisted ultrafast coherent control of a single hBN color center
• Title（参考訳）: 共鳴及びフォノンによる単一hBN色中心の超高速コヒーレント制御
• Authors: Johann A. Preu{\ss}, Daniel Groll, Robert Schmidt, Thilo Hahn, Pawe{\l} Machnikowski, Rudolf Bratschitsch, Tilmann Kuhn, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Daniel Wigger
• Abstract要約: 超高速レーザーパルスを用いた単一のhBN色中心のコヒーレントな状態操作を実証する。 我々の結果はナノスケールでの超高速フォノン量子状態制御の道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9780978323141835
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Single-photon emitters in solid-state systems are important building blocks for scalable quantum technologies. Recently, quantum light emitters have been discovered in the wide-gap van der Waals insulator hBN. These color centers have attracted considerable attention due to their quantum performance at elevated temperatures and wide range of transition energies. Here, we demonstrate coherent state manipulation of a single hBN color center with ultrafast laser pulses and investigate in our joint experiment-theory study the coupling between the electronic system and phonons. We demonstrate that coherent control can not only be performed resonantly on the optical transition giving access to the decoherence but also phonon-assisted, which reveals the internal phonon quantum dynamics. In the case of optical phonons we measure their decoherence, stemming in part from their anharmonic decay. Dephasing induced by the creation of acoustic phonons manifests as a rapid decrease of the coherent control signal when traveling phonon wave packets are emitted. Furthermore, we demonstrate that the quantum superposition between a phonon-assisted process and the resonant excitation causes ultrafast oscillations of the coherent control signal. Our results pave the way for ultrafast phonon quantum state control on the nanoscale and open up a new promising perspective for hybrid quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: 固体系における単一光子エミッタは、スケーラブルな量子技術のための重要な構成要素である。 近年、広ギャップのファンデルワールス絶縁体hBNで量子発光体が発見されている。 これらの色中心は、高温での量子性能と幅広い遷移エネルギーのためにかなりの注目を集めている。 ここでは、超高速レーザーパルスを用いた単一hBN色中心のコヒーレントな状態操作を実証し、電子系とフォノンのカップリングに関する共同実験で検討する。 我々は,コヒーレント制御を共振的に行うことができるだけでなく,内部フォノン量子ダイナミクスを解明するフォノン支援にも応用できることを実証する。 光フォノンの場合、その非調和性を測定することは、一部は無調和な崩壊から生じる。 音響フォノンの生成によって引き起こされる強調は、移動フォノン波パケットが放出されるとき、コヒーレント制御信号が急速に減少することを示している。 さらに、フォノン支援プロセスと共鳴励起との間の量子重畳がコヒーレント制御信号の超高速振動を引き起こすことを示した。 我々の研究結果は,ナノスケール上での超高速フォノン量子状態制御の道を開き,ハイブリッド量子技術への新たな展望を開く。

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