論文の概要: Detection of single ions in a nanoparticle coupled to a fiber cavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.00017v1
- Date: Tue, 28 Feb 2023 19:00:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-02 17:04:11.376202
- Title: Detection of single ions in a nanoparticle coupled to a fiber cavity
- Title（参考訳）: ファイバーキャビティに結合したナノ粒子中の単一イオンの検出
- Authors: Chetan Deshmukh and Eduardo Beattie and Bernardo Casabone and Samuele
Grandi and Diana Serrano and Alban Ferrier and Philippe Goldner and David
Hunger and Hugues de Riedmatten
- Abstract要約: 繊維キャビティ内に置かれたエルビウムドープナノ粒子中の単一固体イオンのPurcellによる検出について述べる。
イオンは、以前の実現よりも桁違いに小さい体積2に閉じ込められており、数ナノメートルしか離らないイオンを見つける確率が高まる。
我々の完全ファイバ集積システムは、当初想定されていた量子ハードウェアの実現に向けた重要なステップである。
- 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: Many quantum information protocols require the storage and manipulation of
information over long times, and its exchange between nodes of a quantum
network across long distances. Implementing these protocols requires an
advanced quantum hardware, featuring, for example, a register of long-lived and
interacting qubits with an efficient optical interface in the telecommunication
band. Here we present the Purcell-enhanced detection of single solid-state ions
in erbium-doped nanoparticles placed in a fiber cavity, emitting photons at
1536 nm. The open-access design of the cavity allows for complete tunability
both in space and frequency, selecting individual particles and ions. The ions
are confined in a volume two orders of magnitude smaller than in previous
realizations, increasing the probability of finding ions separated only by a
few nanometers which could then interact. We report the detection of individual
spectral features presenting saturation of the emission count rate and
linewidth, as expected for two-level systems. We also report an uncorrected
$g^{(2)} \left ( 0 \right )$ of 0.24(5) for the emitted field, confirming the
presence of a single emitter. Our fully fiber-integrated system is an important
step towards the realization of the initially envisioned quantum hardware.
- Abstract（参考訳）: 多くの量子情報プロトコルは、長い時間にわたって情報の保存と操作を必要とし、長い距離にわたって量子ネットワークのノード間の交換を必要とする。
これらのプロトコルの実装には先進的な量子ハードウェアが必要で、例えば、通信帯域内の効率的な光インターフェースを持つ長寿命かつ相互作用する量子ビットのレジスタを特徴付ける。
本稿では,光子を1536nmのファイバーキャビティに配置したエルビウムドープナノ粒子中の単一固体イオンをパーセルで検出する。
空洞のオープンアクセス設計により、空間と周波数の両方で完全なチューニングが可能となり、個々の粒子とイオンを選択できる。
イオンは、以前の実現よりも2桁小さい体積で閉じ込められ、イオンが相互作用できる数ナノメートルだけ離れている確率が高まる。
本報告では, 放射数率と線幅の飽和を示す個々のスペクトル特性を, 2レベルシステムに期待されるように検出する。
また、未修正の$g^{(2)} \left (0 \right )$ of 0.24(5) を出力されたフィールドに対して報告し、単一のエミッタの存在を確認する。
我々の完全ファイバ集積システムは、当初想定されていた量子ハードウェアの実現に向けた重要なステップである。
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