量子科技中心_量科网

量子发射体与光子的高效界面连接是量子网络的基础。嵌入集成纳米光子电路中的量子缺陷因其高协同性（C>1）腔量子电动力学的确定性光-物质相互作用特性，以及与有源光子处理系统可扩展集成的潜力，成为该领域的理想候选方案。金刚石纳米光子腔内的硅空位（SiV）中心因其优异的光学和自旋相干性被视为主流方案，但其长期可扩展性受限于金刚石材料本身——悬空结构特性和弱非线性迫使该系统必须与第二块处理芯片耦合。本研究首次在可扩展的平面平台上实现了量子缺陷与混合集成纳米光子器件的高协同性耦合。该研究团队在具有近表面SiV中心的金刚石基底上集成了600余个磷化镓（GaP）纳米光子腔，并重点分析了其中双SiV中心强耦合器件，通过多项独立测量验证了协同性超过1的结果。借助永磁体施加外磁场后，研究人员实现了SiV自旋跃迁的光学分辨，测得4K温度下自旋弛豫时间T₁>0.4毫秒。利用高协同耦合特性，该工作观测到自旋依赖的透射切换现象，并通过单次读取实现了SiV自旋的量子跳跃监测。这些成果结合GaP的强非线性特性，确立了“金刚石基底-磷化镓”体系作为量子网络应用的可行平面化平台。