論文の概要: Coherent Coupling of a Diamond Tin-Vacancy Center to a Tunable Open Microcavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.08456v2
- Date: Wed, 16 Oct 2024 13:10:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-17 13:38:39.422793
- Title: Coherent Coupling of a Diamond Tin-Vacancy Center to a Tunable Open Microcavity
- Title（参考訳）: ダイヤモンドスズ空洞の開孔部へのコヒーレント結合
- Authors: Yanik Herrmann, Julius Fischer, Julia M. Brevoord, Colin Sauerzapf, Leonardo G. C. Wienhoven, Laurens J. Feije, Matteo Pasini, Martin Eschen, Maximilian Ruf, Matthew J. Weaver, Ronald Hanson,
- Abstract要約: 本研究では, 単一Tin-Vacancy中心をベースとした量子フォトニックインタフェースを, 調整可能なオープンマイクロキャビティに結合したマイクロメートルのダイヤモンド膜に提案する。
我々は、パーセル還元励起状態寿命当たりの低入射光子数に対して50パーセントの伝送ディップを観察する一方、エミッタは高い光子数で飽和しているため、ディップは消滅する。
この研究は、先進的な量子光学の実験と、固体量子ビットを用いた量子ネットワークへの実証実証のための多用途でチューニング可能なプラットフォームを確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Efficient coupling of optically active qubits to optical cavities is a key challenge for solid-state-based quantum optics experiments and future quantum technologies. Here we present a quantum photonic interface based on a single Tin-Vacancy center in a micrometer-thin diamond membrane coupled to a tunable open microcavity. We use the full tunability of the microcavity to selectively address individual Tin-Vacancy centers within the cavity mode volume. Purcell enhancement of the Tin-Vacancy center optical transition is evidenced both by optical excited state lifetime reduction and by optical linewidth broadening. As the emitter selectively reflects the single-photon component of the incident light, the coupled emitter-cavity system exhibits strong quantum nonlinear behavior. On resonance, we observe a transmission dip of 50 % for low incident photon number per Purcell-reduced excited state lifetime, while the dip disappears as the emitter is saturated with higher photon number. Moreover, we demonstrate that the emitter strongly modifies the photon statistics of the transmitted light by observing photon bunching. This work establishes a versatile and tunable platform for advanced quantum optics experiments and proof-of-principle demonstrations towards quantum networking with solid-state qubits.
- Abstract（参考訳）: 光活性量子ビットと光学キャビティの効率的な結合は、固体ベースの量子光学実験と将来の量子技術にとって重要な課題である。
ここでは,1つのTin-Vacancy中心をベースとした量子フォトニックインタフェースについて述べる。
マイクロキャビティの完全なチューニング性を利用して、キャビティモードボリューム内の個々のTin-Vacancy中心に選択的に対処する。
Tin-Vacancy中心光遷移のパーセル向上は、光励起状態寿命短縮と光線幅拡大の両方によって証明される。
エミッタは入射光の単一光子成分を選択的に反射するので、結合エミッタキャビティ系は強い量子非線形挙動を示す。
共振では、パーセル還元励起状態寿命当たりの低入射光子数に対して50パーセントの伝送ディップを観測する一方、エミッタは高い光子数で飽和しているため消滅する。
さらに,光子束の観測により送信光の光子統計を強く変化させることを実証した。
この研究は、先進的な量子光学の実験と、固体量子ビットを用いた量子ネットワークへの実証実証のための多用途でチューニング可能なプラットフォームを確立する。
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