Примеси эрбия — новая платформа для квантовых сетей | Андреас Райзерер

▶ Название: Примеси эрбия — новая платформа для квантовых сетей ▶ Аннотация: Несмотря на многолетние исследования различных физических систем, демонстрация масштабируемой платформы для квантовых сетей и распределенной обработки квантовой информации остается нерешенной задачей. В этом контексте наша группа исследует использование примесей эрбия в кремнии [1, 2] и силикатных кристаллах [3-6]. Эта платформа предлагает уникальный потенциал для преодоления основных узких мест другого квантового оборудования: во-первых, примеси эрбия могут демонстрировать когерентность длительностью в секунду в диапазоне температур, доступном с помощью криоохладителей на основе 4He [7]. Во-вторых, оптический переход эрбия является самой узкой спектральной характеристикой, когда-либо измеренной в твердом теле. Таким образом, частотно-мультиплексная адресация отдельных примесей [6, 8] обеспечивает доступ к беспрецедентной плотности кубитов, если спин-спиновые взаимодействия могут быть подавлены динамическим развязыванием [5]. Наконец, путем встраивания легирующих примесей в криогенный резонатор Фабри-Перо с добротностью 107, мы смогли продемонстрировать до 70-кратного усиления Пурселла с ограниченной временем жизни оптической когерентностью в телекоммуникационном частотном диапазоне [3]. В недавних экспериментах мы смогли наблюдать и когерентно контролировать около 100 отдельных легирующих примесей со сверхнизкой спектральной диффузией, ~0,1 МГц, определяемой ядерным спиновым раствором [6]. Использование инициализации ядерного спина или кремния вместо силикатных кристаллов-основы может еще больше снизить это значение ниже однородной ширины линии 20 кГц, которую мы недавно наблюдали в нанофотонном волноводе [2]. Это позволит реализовать запутанность между удаленными легирующими примесями с высокой эффективностью и точностью. Таким образом, наша новая аппаратная платформа может способствовать реализации масштабируемых квантовых сетей и ретрансляторов на основе одиночных излучателей на телекоммуникационной длине волны. Ссылки [1] Л. Вайс, А. Грич, Б. Меркель, А. Райзерер, Optica 8, 40 (2021). [2] А. Грич, Л. Вайс, Дж. Фрю, С. Риннер, А. Райзерер, ArXiv:2108.05120 (2021). [3] Б. Меркель, А. Улановский, А. Райзерер, Phys. Ред. X 10, 041025 (2020). [4] П. Кова Фарина, Б. Меркель, Н. Эррера Валенсия, П. Ю, А. Улановский, А. Райзерер, Phys. Ред. прикладная 15, 064028 (2021). [5] Б. Меркель, П. Кова Фарина, А. Райзерер, Phys. Преподобный Летт. 127, 030501 (2021). [6] А. Улановский, Б. Меркель, А. Райзерер, ArXiv:2110.09409 (2021). [7] М. Ранчич, М. П. Хеджес, Р. Л. Ахлефельдт, М. Дж. Селларс, Nat. Phys. 14, 50 (2018). [8] С. Чен, М. Раха, К. М. Фениси, С. Урари, Дж. Д. Томпсон, Science 370, 592 (2020) ▶ О конференции MCQST 2022: Мюнхенская конференция по квантовой науке и технологиям 2022 объединяет квантовое сообщество Мюнхена с приглашенными международными гостями из академических и промышленных кругов на три дня докладов и постерных сессий. Присоединяйтесь к сотням гостей со всего мира в прекрасных Баварских Альпах с 4 по 6 июля 2022 года, чтобы обменяться идеями, узнать об инновационных исследованиях и обсудить последние достижения во всех областях квантовой науки и техники. MCQST ▶ Конференция: https://www.mcqst.de/conference2022/overview/ ▶ Веб-сайт: https://www.mcqst.de ▶ LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/mcqst