論文の概要: All-Optical Spin Initialization via a Cavity Broadened Optical Transition in On-Chip Hybrid Quantum Photonics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.15544v1
• Date: Tue, 29 Aug 2023 18:03:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-31 15:53:11.822346
• Title: All-Optical Spin Initialization via a Cavity Broadened Optical Transition in On-Chip Hybrid Quantum Photonics
• Title（参考訳）: オンチップハイブリッド量子フォトニクスにおけるキャビティ拡大による全光スピン初期化
• Authors: Lukas Antoniuk, Niklas Lettner, Anna P. Ovvyan, Simon Haugg, Marco Klotz, Helge Gehring, Daniel Wendland, Viatcheslav N. Agafonov, Wolfram H. P. Pernice and Alexander Kubanek
• Abstract要約: ハイブリッド量子フォトニクスシステムは古典的フォトニクスを量子世界と結び付け、効率的な光マター量子インタフェースを提供することを約束する。 我々は、窒化ケイ素フォトニック結晶キャビティに結合したナノダイヤモンドにおいて、負電荷のシリコン空孔中心の電子スピンの全光学的読み出しを示す。 この結果は, 量子ネットワーク, 量子通信, 分散量子計算を応用した, 窒化ケイ素フォトニクスとシリコン空孔中心の電子スピンに基づくハイブリッドスピン光子界面の実現に向けた重要な一歩となる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.607979748917465
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Hybrid quantum photonic systems connect classical photonics to the quantum world and promise to deliver efficient light-matter quantum interfaces while leveraging the advantages of both, the classical and the quantum, subsystems. However, combining efficient, scalable photonics and solid state quantum systems with desirable optical and spin properties remains a formidable challenge. In particular the access to individual spin states and coherent mapping to photons remains unsolved for these systems. In this letter, we demonstrate all-optical initialization and readout of the electronic spin of a negatively-charged silicon-vacancy center in a nanodiamond coupled to a silicon nitride photonic crystal cavity. We characterize relevant parameters of the coupled emitter-cavity system and determine the silicon-vacancy center's spin-relaxation and spin-decoherence rate. Our results mark an important step towards the realization of a hybrid spin-photon interface based on silicon nitride photonics and the silicon-vacancy center's electron spin in nanodiamonds with potential use for quantum networks, quantum communication and distributed quantum computation.
• Abstract（参考訳）: ハイブリッド量子フォトニクスシステムは古典的フォトニクスを量子世界と結び付け、古典的および量子的サブシステムの両方の利点を生かしながら効率的な光マター量子インタフェースを提供することを約束する。 しかし、効率的でスケーラブルな光子系と固体量子系と望ましい光学的およびスピン的性質を組み合わせることは、非常に難しい課題である。 特に個々のスピン状態へのアクセスや光子へのコヒーレントマッピングはこれらの系では未解決である。 本稿では、窒化ケイ素フォトニック結晶キャビティに結合したナノダイヤモンドにおいて、負電荷のシリコン空孔中心の電子スピンの全光初期化と読み出しを示す。 結合エミッタキャビティシステムの関連するパラメータを特徴付け、シリコン空洞中心のスピン相対率とスピンデコヒーレンス率を決定する。 本研究は,量子ネットワーク,量子通信,分散量子計算に応用可能なナノダイヤモンドにおける窒化ケイ素フォトニクスとシリコン空洞中心電子スピンに基づくハイブリッドスピン光子界面の実現に向けた重要な一歩を示す。

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