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       量子网络可扩展性的当代挑战是，开发同时具有高光子效率和长寿命量子比特的量子节点quantum node（小注：这里指的不是量子点quantum dots）。
       近日，英国 剑桥大学（University of Cambridge）Ryan A. Parker, Jesús Arjona Martínez，Mete Atatüre等，在Nature Photonics上发文，提出了一种光纤封装的纳米光子金刚石波导，并具有自旋1/2的117Sn核锡空位中心。
       电子自旋和核自旋之间的相互作用，产生了信号452(7)MHz超精细劈裂。这超过了自然光学线宽16倍，实现了98.6(3)% 保真度的直接光学核自旋初始化和 80.0(1)%保真度的单次读出。该项设备的波导到光纤提取效率为57(6)%，实际检测五个光子事件。光子性能与光学初始化的核自旋相结合，还展示了在没有外部磁场情况下，具有 11(1)% 对比度的自旋门控单光子非线性。为此，纳米光子界面定位为追求可扩展量子网络的多功能量子节点quantum node。

       A diamond nanophotonic interface with an optically accessible deterministic electronuclear spin register. 具有光学可访问确定性电子核自旋寄存器的金刚石纳米光子界面。

图1:载有电子核自旋寄存器的纳米光子量子器件。

图2:117SnV电子核自旋流形manifold。

图3:高效的光界面。

图4:自旋栅控光开关。

文献链接

Parker, R.A., Arjona Martínez, J., Chen, K.C. et al. A diamond nanophotonic interface with an optically accessible deterministic electronuclear spin register. Nat. Photon. (2023). 

https://doi.org/10.1038/s41566-023-01332-8

https://www.nature.com/articles/s41566-023-01332-8

https://www.nature.com/articles/s41566-023-01332-8.pdf

本文译自Nature。