Electron Spin Coherence in Optically Excited States of Rare-Earth Ions for Microwave to Optical Quantum Transducers
Notice bibliographique
Résumé
Efficient and reversible optical to microwave transducers are required for entanglement transfer between superconducting qubits and light in quantum networks. Rare-earth-doped crystals with narrow optical and spin transitions are a promising system for enabling these devices. Current resonant transduction approaches use ground-state electron spin transitions that have coherence lifetimes often limited by spin flip-flop processes and spectral diffusion, even at very low temperatures. We investigate spin coherence in an optically excited state of an Er^{3+}: Y_{2}SiO_{5} crystal at temperatures from 1.6 to 3.5 K for a low 8.7 mT magnetic field compatible with superconducting resonators. Spin coherence and population lifetimes of up to 1.6 μs and 1.2 ms, respectively, are measured by optically detected spin echo experiments. Analysis of decoherence processes suggest that ms coherence can be reached at lower temperatures for the excited-state spins, whereas ground-state spin coherence would be limited to a few μs due to resonant interactions with other Er^{3+} spins in the lattice and greater instantaneous spectral diffusion from the radio-frequency control pulses. We propose a quantum transducer scheme with potential for close to unity efficiency that exploits the advantages offered by spin states of the optically excited electronic energy levels.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».