論文の概要: Spectral Multiplexing of Rare-earth Emitters in a Co-doped Crystalline Membrane

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.16875v1
• Date: Tue, 28 Nov 2023 15:25:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-29 17:52:11.580375
• Title: Spectral Multiplexing of Rare-earth Emitters in a Co-doped Crystalline Membrane
• Title（参考訳）: coドープ結晶膜における希土類エミッタのスペクトル多重化
• Authors: Alexander Ulanowski, Johannes Fr\"uh, Fabian Salamon, Adrian Holz\"apfel, Andreas Reiserer
• Abstract要約: ここで、エルビウムエミッタは、ユーロピウムと共ドープした結晶性イットリウムオルソシリケート10ミクロンの膜を含むファブリペロ共振器で研究される。 共ドーピングはエミッタ周波数の不均一分布を調整し、360キュービット以上の高忠実度スペクトル多重化を可能にする。 将来の研究は、これを長寿命の核スピン記憶と組み合わせることで、研究された共ドープ膜を量子リピータと分散量子コンピュータのための有望なプラットフォームにするかもしれない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The spectral addressing of many individual rare-earth dopants in optical resonators offers great potential for realizing distributed quantum information processors. To this end, it is required to understand and control the spectral properties of the emitters in micron-scale devices. Here, erbium emitters are investigated in a Fabry-Perot resonator which contains a ten-micrometer-thin membrane of crystalline yttrium orthosilicate that is co-doped with europium. The co-doping allows for tailoring the inhomogeneous distribution of the emitter frequency, which enables high-fidelity spectral multiplexing of more than 360 qubits with Purcell factors exceeding 35. At the same time, the optical coherence is preserved up to 0.62(3) ms under dynamical decoupling. Without decoupling, the coherence still reaches the lifetime limit for the emitters with the strongest Purcell enhancement that leads up to a 110-fold lifetime reduction, down to 0.104(9) ms. Future work may combine this with long-lived nuclear spin memories, which makes the investigated co-doped membranes a promising platform for quantum repeaters and distributed quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 光共振器における多数のレアアースドパントのスペクトルアドレス化は、分散量子情報プロセッサの実現に大きな可能性をもたらす。 この目的のためには、ミクロンスケールデバイスにおけるエミッタのスペクトル特性を理解し制御する必要がある。 ここで、エルビウムエミッタは、ユーロピウムと共ドープした結晶性イットリウムの10ミクロンの膜を含むファブリペロ共振器で研究される。 共ドーピングにより、エミッタ周波数の不均一分布を調整でき、Purcell因子が35を超える360量子ビット以上の高忠実スペクトル多重化が可能となる。 同時に、光学的コヒーレンスは、動的疎結合の下で0.62(3)msまで保存される。 デカップリングなしでは、コヒーレンスは110倍の寿命短縮(0.104(9)msまで減少する最強のパーセルエンハンスメントを持つエミッターの寿命限界に達する。将来の研究は、これを長寿命の核スピン記憶と組み合わせることで、研究された共ドープ膜は量子リピータと分散量子コンピュータのための有望なプラットフォームとなる。

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