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       在过去十年中，金刚石中的色心已成为量子信息处理以及量子传感和计量应用的重要系统。带负电的提供了显著的光学性质，例如737nm处的零声子线荧光、对于低发射密度样品的单中心相对共振仅几百MHz的很窄的非均匀展宽。

       再考虑与金刚石纳米结构的有效耦合、微波以及全光学相干控制，这可能使得使用单个中心实现高效的相干的自旋-光子接口成为可能。

       具有反演对称性，其split-vacancy结构使得系统对一阶Stark效应不敏感，这可以解释为什么甚至在非理想的晶体环境中，共振峰的中心非均匀展宽也是比较窄的。再结合上由于强自旋轨道耦合，二重简并的基态和激发态都有较大的level splitting，这些提供了光学精细结构组分的优异的分离，优于其他固态系统，例如NV色心或者量子点。与最常用的稀土掺杂晶体相比，非均匀展宽与基态的splitting之比仍然保有优势，这允许在强相干光-物质相互作用和单光子非线性的领域中进行基础研究和应用。相比之下，即使在小样品体积中， 系综（ensembles）也能提供较大的与光子相互作用的横截面，因此允许在固态的紧凑、可延展器件中观察到类似效果，适合与波导和片上光子结构集成。

       最近来自牛津大学Clarendon实验室的Christian Weinzetl、Jonas Nils Becker、Ian A. Walmsley等人。展示了对中心系综的单光子和双光子相干操作，并显示出光学 Hahn echo方案对进一步修正残余的非均匀展宽带来的影响的潜力。此外，研究人员通过实施受激拉曼绝热过程（STIRAP）以及通过strong seededoff-resonant四波混频(FWM)显示弱相干态的有效吸收和放大，在这个仅300nm厚的系综中展示了强的光-物质相互作用。这概述了系综在实现依赖强光-物质相互作用的集成器件方面的巨大潜力，对中心系综的相干操作的能力将使基于拉曼的光学量子存储器成为可能。相关研究发表在近期的《Physical Review Letters》上。

       文章链接：Christian Weinzetl,Johannes Görlitz, Jonas Nils Becker, Ian A.Walmsley, Eilon Poem, Joshua Nunn,and Christoph Becher，Coherent Control andWave Mixing in an Ensemble of Silicon-Vacancy Centers in Diamond，Phys. Rev. Lett. 122,063601 –Published 12 February 2019

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.063601