論文の概要: Decoherence of Quantum Emitters in hexagonal Boron Nitride
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.16681v1
- Date: Tue, 22 Oct 2024 04:25:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-23 14:27:33.929940
- Title: Decoherence of Quantum Emitters in hexagonal Boron Nitride
- Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素における量子エミッタの脱コヒーレンス
- Authors: Jake Horder, Dominic Scognamiglio, Nathan Coste, Angus Gale, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Mehran Kianinia, Milos Toth, Igor Aharonovich,
- Abstract要約: コヒーレント量子エミッタは先進量子技術の中心的な資源である。
ここでは、hBNプロセスがhBNにおける量子エミッタのコヒーレンス、すなわち機能性を分解できることを実証する。
我々は,hBNにおけるコヒーレント量子エミッタの実現における結晶格子品質の重要性を強調した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.17413461132662073
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- Abstract: Coherent quantum emitters are a central resource for advanced quantum technologies. Hexagonal boron nitride (hBN) hosts a range of quantum emitters that can be engineered using techniques such as high-temperature annealing, optical doping, and irradiation with electrons or ions. Here, we demonstrate that such processes can degrade the coherence, and hence the functionality, of quantum emitters in hBN. Specifically, we show that hBN annealing and doping methods that are used routinely in hBN nanofabrication protocols give rise to decoherence of B-center quantum emitters. The decoherence is characterized in detail, and attributed to defects that act as charge traps which fluctuate electrostatically during SPE excitation and induce spectral diffusion. The decoherence is minimal when the emitters are engineered by electron beam irradiation of as-grown, pristine flakes of hBN, where B-center linewidths approach the lifetime limit needed for quantum applications involving interference and entanglement. Our work highlights the critical importance of crystal lattice quality to achieving coherent quantum emitters in hBN, despite the common perception that the hBN lattice and hBN SPEs are highly-stable and resilient against chemical and thermal degradation. It underscores the need for nanofabrication techniques that are minimally invasive and avoid crystal damage when engineering hBN SPEs and devices for quantum-coherent technologies.
- Abstract（参考訳）: コヒーレント量子エミッタは先進量子技術の中心的な資源である。
ヘキサゴナル窒化ホウ素(hBN)は、高温アニール、光ドーピング、電子やイオンによる照射などの技術を用いて製造できる様々な量子放出物質をホストする。
ここでは、そのようなプロセスがhBNにおける量子エミッタのコヒーレンス、すなわち機能性を劣化させることができることを実証する。
具体的には、hBNナノファブリケーションプロトコルで日常的に使用されるhBNアニール法とドーピング法が、B中心量子エミッタのデコヒーレンスを引き起こすことを示す。
脱コヒーレンス(decoherence)は、SPE励起時に静電気的に変動し、スペクトル拡散を誘導する電荷トラップとして機能する欠陥に起因する。
このデコヒーレンスは、B中心の線幅が干渉や絡み合いを含む量子アプリケーションに必要な寿命限界に近づくhBNのアズ・グルー・プリーチン・フレーク(英語版)の電子ビーム照射によって、エミッタを工学するときに最小限である。
我々の研究は、hBN格子とhBN SPEは化学的および熱劣化に対して高い安定性と耐性を持つという一般的な認識にもかかわらず、hBNにおけるコヒーレント量子エミッタを達成するための結晶格子品質の重要性を強調した。
工学的なhBN SPEや量子コヒーレントな技術のための装置において、最小限の侵襲性を持ち、結晶損傷を避けるナノファブリケーション技術の必要性を浮き彫りにしている。
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