論文の概要: Design of a diamond optomechanical cavity with a color center for
microwave-to-optical quantum interfaces
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.08306v1
- Date: Mon, 15 May 2023 02:29:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-16 16:18:19.789670
- Title: Design of a diamond optomechanical cavity with a color center for
microwave-to-optical quantum interfaces
- Title（参考訳）: マイクロ波-光量子界面のための色中心を持つダイヤモンド光学キャビティの設計
- Authors: Byunggi Kim, Hodaka Kurokawa, Hideo Kosaka, and Masahiro Nomura
- Abstract要約: そこで本研究では,1次元ダイヤモンドオプテメカルキャビティを用いた効率的な量子トランスダクション手法を提案する。
本システムでは,単一マイクロ波光子から光子への変換効率が15%に達することを理論的に予測する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7324358447544175
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum transduction between microwave and optical photons holds a key role
in quantum communications among remote quantum computing qubits. Although the
quantum transduction schemes generating communication photons have been
successfully demonstrated by using optomechanical interfaces, the low
conversion efficiency remains an obstacle to the implementation of a quantum
network consisting of multiple qubits. Here, we present an efficient quantum
transduction scheme using a one-dimensional (1D) diamond optomechanical cavity
tuned at a color-center emission without the optomechanical coupling. The
optomechanical cavity incorporates a thin aluminum nitride (AlN) pad
piezoelectric coupler near the concentrator cavity region, while keeping the
ultrasmall mechanical and optical mode-volumes of ~1.5 \times 10^{-4}
({\Lambda}_p)^3 and ~0.2({\lambda}/n)^3, respectively. Energy level of a
coherent color-center electron is manipulated with a strong mechanical
mode-color center coupling rate up to 16.4 MHz. In our system, we theoretically
predict that the conversion efficiency from a single microwave photon into an
optical photon can reach 15%. Our quantum transduction scheme will offer a
reliable platform for quantum networks in the various range of distances.
- Abstract（参考訳）: マイクロ波と光子間の量子伝達は、リモート量子コンピューティング量子ビット間の量子通信において重要な役割を果たす。
通信光子を生成する量子トランスダクション方式はオプティメカルインタフェースを用いて実証されているが、低変換効率は複数の量子ビットからなる量子ネットワークの実装の障害として残っている。
本稿では,1次元(1D)ダイヤモンドオプテメカルキャビティを,オプテメカルカップリングを伴わずに色中心の放射に調整した効率的な量子トランスダクション手法を提案する。
このオプティメカルキャビティは、集光器キャビティ領域付近に窒化アルミニウム(AlN)パッド圧電カプラを内蔵し、超小径のメカニカルモードおよび光学モードボリュームは、それぞれ~1.5 \times 10^{-4}({\Lambda}_p)^3および~0.2({\lambda}/n)^3を保持する。
コヒーレントな色中心電子のエネルギーレベルは16.4MHzまでの強い機械的モード-色中心結合速度で操作される。
本システムでは,単一マイクロ波光子から光子への変換効率が15%に達することを理論的に予測する。
我々の量子変換方式は、様々な距離の量子ネットワークに信頼できるプラットフォームを提供します。
関連論文リスト
- All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [69.65384453064829]
単光子強度ビームを用いた全光変調の実証を行った。
本稿では,テラヘルツ高速光スイッチングの可能性を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-18T20:14:15Z) - SUPER and subpicosecond coherent control of an optical qubit in a
tin-vacancy color center in diamond [0.0]
光活性スピン系のコヒーレント励起は、スピン-光子界面の工学における重要な要素の1つである。
本研究では、非共鳴超短光パルスを用いた新しいSUPER方式を用いて、ダイヤモンド中のスズ空色中心の光遷移をコヒーレントに制御する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-08T18:54:47Z) - Electro-optic transduction in silicon via GHz-frequency nanomechanics [7.513920571044517]
我々は3.3MHz帯で1.8×10-7$のマイクロ波光子変換効率を示す。
以上の結果から,結晶シリコンを用いた集積デバイスによる量子トランスダクションに向けたステップストーンが得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-24T19:06:57Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z) - High-efficiency microwave-optical quantum transduction based on a cavity
electro-optic superconducting system with long coherence time [52.77024349608834]
マイクロ波と光子の間の周波数変換は、超伝導量子プロセッサ間のリンクを作るための鍵となる技術である。
本稿では, 長コヒーレンス時間超伝導電波周波数(SRF)キャビティに基づくマイクロ波光プラットフォームを提案する。
2つのリモート量子システム間の密接な絡み合い発生の忠実さは、低マイクロ波損失により向上することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-30T17:57:37Z) - Tunable photon-mediated interactions between spin-1 systems [68.8204255655161]
我々は、光子を媒介とする効果的なスピン-1系間の相互作用に、光遷移を持つマルチレベルエミッタを利用する方法を示す。
本結果は,空洞QEDおよび量子ナノフォトニクス装置で利用可能な量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T14:52:34Z) - Optical superradiance of a pair of color centers in an integrated
silicon-carbide-on-insulator microresonator [1.4085555227308877]
CMOS互換4H-Silicon Carbide-on-Insulatorプラットフォームで作製したマイクロディスク共振器に準変態シリコン欠陥を組み込むことについて報告する。
同一キャビティモードに結合した一対の色中心からの光超放射能とともに、最大0.8の単一エミッタ協調性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-10T05:33:28Z) - Integrated photonics enables continuous-beam electron phase modulation [0.0]
集積フォトニクスは、自由電子と光を効率的に結合することができる。
連続波レーザー駆動窒化ケイ素マイクロ共振器を用いて電子ビームのコヒーレント位相変調を示す。
この結果は、自由電子と光を効率的に結合する統合フォトニクスの可能性を強調している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-08T16:17:01Z) - Quantum coherent microwave-optical transduction using high overtone bulk
acoustic resonances [6.467198007912785]
マイクロ波場の単一量子を光学領域に変換する装置は、卓越した試みである。
本稿では,量子コヒーレントな双方向トランスダクションの要件を満たす新しいトランスダクション方式を提案する。
提案手法は,マイクロ波と光光子を共ヒーレントに結合させるため,中間的なメカニカルモード,ハイオーバートンバルク音響共鳴(HBAR)を利用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-28T11:45:37Z) - Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one
hole of a photonic crystal cavity [47.187609203210705]
一次元で自由なSi$_3$N$_4$ベースのフォトニック結晶キャビティ内にSiV$-$含ナノダイアモンドを含むハイブリッド量子フォトニクスを示す。
結果として生じる光子フラックスは、自由空間に比べて14倍以上増加する。
結果は、ナノダイアモンドのSiV$-$-中心を持つハイブリッド量子フォトニクスに基づいて量子ネットワークノードを実現するための重要なステップである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-21T17:22:25Z) - Quantum interface between light and a one-dimensional atomic system [58.720142291102135]
信号光子パルスと異なる原子数からなる1次元鎖との間の量子界面の最適条件について検討する。
相互作用の効率は主に、導波管のエバネッセンス場と閉じ込められた原子との重なり合いとカップリングによって制限される。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-11T11:43:54Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。