論文の概要: Waveguide-integrated silicon T centres

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.14260v1
• Date: Wed, 28 Sep 2022 17:23:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-24 19:39:35.757401
• Title: Waveguide-integrated silicon T centres
• Title（参考訳）: 導波路集積シリコンt中心
• Authors: A. DeAbreu, C. Bowness, A. Alizadeh, C. Chartrand, N. A. Brunelle, E. R. MacQuarrie, N. R. Lee-Hone, M. Ruether, M. Kazemi, A. T. K. Kurkjian, S. Roorda, N. V. Abrosimov, H.-J. Pohl, M. L. W. Thewalt, D. B. Higginbottom, S. Simmons
• Abstract要約: ソリッドステートのカラーセンター、特にシリコンのTセンターは、競争力のある技術的および商業的な優位性を提供している。 これらの新たに発見されたシリコン欠陥は、直接電気通信バンドフォトニック発光、長寿命電子および核スピン量子ビットを提供する。 等方性純バルク結晶中において, ほぼ一生長寿命の均一線幅を測定することで, さらなる改良が可能である可能性が示唆された。
• 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 performance of modular, networked quantum technologies will be strongly dependent upon the quality of their quantum light-matter interconnects. Solid-state colour centres, and in particular T centres in silicon, offer competitive technological and commercial advantages as the basis for quantum networking technologies and distributed quantum computing. These newly rediscovered silicon defects offer direct telecommunications-band photonic emission, long-lived electron and nuclear spin qubits, and proven native integration into industry-standard, CMOS-compatible, silicon-on-insulator (SOI) photonic chips at scale. Here we demonstrate further levels of integration by characterizing T centre spin ensembles in single-mode waveguides in SOI. In addition to measuring long spin T_1 times, we report on the integrated centres' optical properties. We find that the narrow homogeneous linewidth of these waveguide-integrated emitters is already sufficiently low to predict the future success of remote spin-entangling protocols with only modest cavity Purcell enhancements. We show that further improvements may still be possible by measuring nearly lifetime-limited homogeneous linewidths in isotopically pure bulk crystals. In each case the measured linewidths are more than an order of magnitude lower than previously reported and further support the view that high-performance, large-scale distributed quantum technologies based upon T centres in silicon may be attainable in the near term.
• Abstract（参考訳）: モジュラーでネットワーク化された量子技術の性能は、量子光源相互接続の品質に強く依存する。 固体色中心、特にシリコンのT中心は、量子ネットワーク技術と分散量子コンピューティングの基礎として、競争力のある技術と商業上の優位性を提供する。 これらの新しく発見されたシリコン欠陥は、直接の電気通信バンドフォトニックエミッション、長寿命の電子および核スピン量子ビットを提供し、業界標準のcmos互換シリコンオンインシュレーター(soi)フォトニックチップへのネイティブな統合が証明された。 ここでは、SOIの単一モード導波路におけるT中心スピンアンサンブルを特徴付けることにより、さらなる積分のレベルを示す。 長いスピンT_1回の測定に加えて、集積中心の光学特性について報告する。 これらの導波路一体型エミッタの細く均質な線幅は、キャビティパーセルの強化だけで遠隔スピン絡み込みプロトコルの成功を予測できるほど十分に低いことが判明した。 等方性純バルク結晶中のほぼ一生長寿命の同質線幅を測定することで、さらなる改良が可能であることを示す。 いずれの場合においても、測定された線幅は以前報告したよりも桁違いに小さく、シリコンのt中心に基づく高性能で大規模な分散量子技術が近い将来実現可能であるという見解をさらに支持している。

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