論文の概要: Telecom-Wavelength-Compatible Quantum Information Transcription Using Nitrogen-Vacancy Centers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.14697v1
- Date: Thu, 14 May 2026 11:12:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-15 21:45:34.787429
- Title: Telecom-Wavelength-Compatible Quantum Information Transcription Using Nitrogen-Vacancy Centers
- Title（参考訳）: 窒素空洞を用いたテレコム波長対応量子情報通信
- Authors: B. Göblyös, S. Kollarics, R. Kucsera, D. Plitt, K. Koltai, B. G. Márkus, L. Forró, F. Simon,
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)センターは、固体量子センシングと量子情報処理の主要なプラットフォームである。
赤外線放射の波長分解光磁気共鳴(ODMR)測定について報告する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond are a leading platform for solid-state quantum sensing and quantum information processing. While most optical studies rely on the visible fluorescence associated with the triplet transitions, the infrared singlet transition near $1042$ nm, which is typically considered dark within the singlet manifold of the NV optical cycle, provides an alternative optical channel. Here, we report wavelength-resolved optically detected magnetic resonance (ODMR) measurements of this infrared emission. We directly observe ODMR contrast in the $1042$ nm emission and analyze its dependence on the magnetic field. The field-dependent spectral dispersion of the ODMR signal demonstrates that the spin-state information encoded in the NV center is transcribed to the infrared singlet emission through the spin-selective intersystem crossing, in close analogy to the visible fluorescence readout. These results establish infrared ODMR as a high-fidelity optical readout pathway. Crucially, by extending spin-state transcription directly into the $1300-1600$ nm range, this work demonstrates a direct, conversion-free interface between diamond spin-qubits and standard telecommunication infrastructure, bypassing the efficiency bottlenecks of active frequency conversion and benefiting from the already well-developed technologies in this range of the electromagnetic spectrum.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)センターは、固体量子センシングと量子情報処理の主要なプラットフォームである。
ほとんどの光学研究は三重項転移に付随する可視蛍光に依存しているが、通常はNV光サイクルのシングルト多様体内で暗視される赤外一重項転移は、代替の光学チャネルを提供する。
本稿では、この赤外線放射の波長分解光磁気共鳴(ODMR)測定について報告する。
ODMRのコントラストを直接1042$ nmで観測し,磁場依存性を解析した。
ODMR信号の場依存性スペクトル分散は、NV中心に符号化されたスピン状態情報が、可視蛍光読み出しと類似して、スピン選択系交差を介して赤外線一重項放射に転写されることを示す。
これらの結果は高忠実度光リードアウト経路として赤外ODMRを確立した。
重要なことに、スピン状態の転写を直接1300-1600$ nmの範囲に拡張することで、この研究は、ダイヤモンドスピン量子ビットと標準電気通信インフラとの間の直接的で変換不要なインターフェースを示し、能動周波数変換の効率のボトルネックを克服し、この範囲で既によく開発された技術から恩恵を受ける。
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