Nature Communications：铒离子耦合到平面光子和超导谐振器的微波-光转换
吴宗涵
2023-03-01
光量子网络可以连接距离较远的量子处理器，以实现安全的量子通信和分布式量子计算，超导量子比特是量子信息处理的先进技术，但如果微波和光学光子之间没有高效、相干和低噪声的接口，就无法耦合到长距离光学网络。鉴于此，来自加州理工学院应用物理实验室的Andrei Faraon等人开发了一种使用铒离子集成的微波到光学换能器。
文章要点：
1) 该研究开发的集成系统同时耦合到超导微波谐振器和纳米光子光学谐振器，离子的相干原子跃迁介导了从微波光子到光学光子的频率转换，且通过使用光子计数，研究观察到设备转换效率接近10−7；
2) 此外，在低占空比下进行脉冲操作时，该装置能够将自旋温度保持在100 mK以下和小于0.15量子的微波谐振器加热。
参考资料：
Rochman, J., Xie, T., Bartholomew, J.G. et al. Microwave-to-optical transduction with erbium ions coupled to planar photonic and superconducting resonators. Nat Commun 14, 1153 (2023).
DOI: 10.1038/s41467-023-36799-0
https://doi.org/10.1038/s41467-023-36799-0
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