論文の概要: Electrically-triggered spin-photon devices in silicon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.10597v1
- Date: Fri, 17 Jan 2025 23:08:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-22 14:22:01.107079
- Title: Electrically-triggered spin-photon devices in silicon
- Title（参考訳）: シリコン中の電気トリガースピン光子デバイス
- Authors: Michael Dobinson, Camille Bowness, Simon A. Meynell, Camille Chartrand, Elianor Hoffmann, Melanie Gascoine, Iain MacGilp, Francis Afzal, Christian Dangel, Navid Jahed, Michael L. W. Thewalt, Stephanie Simmons, Daniel B. Higginbottom,
- Abstract要約: 我々は、ナノフォトニック導波路とキャビティとp-i-nダイオードを組み合わせた集積光電子デバイスにおいて、シリコンT中心を電気的に励起する。
共振器結合型T中心から9,2(8)%の忠実度を有する単一光子エレクトロルミネッセンスを観察した。
これらの知見は、シリコンのための新しい通信バンド光源と、Tセンター量子プロセッサのための高並列制御方法を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Quantum networking and computing technologies demand scalable hardware with high-speed control for large systems of quantum devices. Solid-state platforms have emerged as promising candidates, offering scalable fabrication for a wide range of qubits. Architectures based on spin-photon interfaces allow for highly-connected quantum networks over photonic links, enabling entanglement distribution for quantum networking and distributed quantum computing protocols. With the potential to address these demands, optically-active spin defects in silicon are one proposed platform for building quantum technologies. Here, we electrically excite the silicon T centre in integrated optoelectronic devices that combine nanophotonic waveguides and cavities with p-i-n diodes. We observe single-photon electroluminescence from a cavity-coupled T centre with $g^{(2)}(0)=0.05(2)$. Further, we use the electrically-triggered emission to herald the electron spin state, initializing it with $92(8)\%$ fidelity. This shows, for the first time, electrically-injected single-photon emission from a silicon colour centre and a new method of electrically-triggered spin initialization. These findings present a new telecommunications band light source for silicon and a highly parallel control method for T centre quantum processors, advancing the T centre as a versatile defect for scalable quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 量子ネットワークとコンピューティング技術は、大規模な量子デバイスのための高速制御を備えたスケーラブルなハードウェアを必要とする。
ソリッドステートプラットフォームは有望な候補として登場し、幅広いキュービットに対してスケーラブルなファブリケーションを提供している。
スピンフォトンインタフェースに基づくアーキテクチャは、フォトニックリンク上で高接続の量子ネットワークを可能にし、量子ネットワークと分散量子コンピューティングプロトコルの絡み合い分布を可能にする。
これらの要求に対処する可能性があるため、シリコンの光学活性スピン欠陥は量子技術を構築するための1つのプラットフォームとして提案されている。
ここでは、ナノフォトニック導波路とキャビティをp-i-nダイオードと組み合わせた集積光電子デバイスにおいて、シリコンT中心を電気的に励起する。
キャビティ結合したT中心から、g^{(2)}(0)=0.05(2)$の単一光子エレクトロルミネッセンスを観測した。
さらに、電子スピン状態を保温するために電気トリガードエミッションを使用し、9,2(8)\%$fidelityで初期化する。
これは、シリコン色中心から電気的に注入された単一光子放射と、電気的にトリガーされたスピン初期化の新しい方法を示す。
これらの知見は、シリコン用の新しい通信バンド光源と、Tセンタ量子プロセッサの高並列制御方法を示し、スケーラブルな量子技術のための汎用的な欠陥としてTセンタを前進させた。
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