論文の概要: Quantum bit with telecom wave-length emission from a simple defect in Si

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.17032v1
• Date: Thu, 25 Apr 2024 20:46:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-29 14:33:49.367687
• Title: Quantum bit with telecom wave-length emission from a simple defect in Si
• Title（参考訳）: Siの単純な欠陥からのテレコム波長放射による量子ビット
• Authors: Peter Deák, Song Li, Adam Gali,
• Abstract要約: 単純な炭素間質欠陥の生成と消去の制御は、シリコンでうまく実現されている。 この欠陥は室温付近で安定な構造を持ち、信号損失が最小となる波長に放出される。 本稿では, 炭素間物質が量子ビットとして作用し, CMOS互換プラットフォームにおけるスピン-光子界面を実現することを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.1020458874018795
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spin-to-photon interfaces from defects in silicon hold great promise towards realizing quantum repeaters with the combination of advanced semiconductor and photonics technologies. Recently, controlled creation and erasure of simple carbon interstitial defects have been successfully realised in silicon. This defect has a stable structure near room temperature and emits in the wave-length where the signal loss is minimal in optical fibres used in communication technologies. Our in-depth theoretical characterization confirms the assignment of the observed emission to the neutral charge state of this defect. We find that the emission is due to the recombination of a bound exciton. We also discovered a metastable triplet state that could be applied as a quantum memory. Based on the analysis of the electronic structure of the defect and its similarities to a known optically detected magnetic resonance centre in silicon, we propose that a carbon interstitial can act as a quantum bit and may realize a spin-to-photon interface in CMOS-compatible platforms.
• Abstract（参考訳）: シリコンの欠陥からのスピン・ツー・フォトン界面は、先進半導体とフォトニクス技術の組み合わせによる量子リピータの実現への大きな期待を持っている。 近年、単純な炭素間質欠陥の制御と消去がシリコンで実現されている。 この欠陥は室温付近で安定な構造を持ち、通信技術で使用される光ファイバーにおいて信号損失が最小となる波長で発生する。 我々の詳細な理論的特徴は、観測された放出のこの欠陥の中立電荷状態への割り当てを確認するものである。 放射は、有界エキシトンの再結合によるものである。 また,量子メモリとして応用可能な準安定三重項状態も発見された。 シリコンにおける欠陥の電子構造と、既知の光学的検出磁気共鳴中心との類似性の分析に基づいて、炭素間質体が量子ビットとして作用し、CMOS互換プラットフォームにおけるスピン-光子界面を実現することができる可能性が示唆された。

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