使用氮空位中心实现电信波长兼容的量子信息转录
金刚石中的氮-空位(NV)色心是固态量子传感与量子信息处理的领先平台。尽管大多数光学研究依赖于与三重态跃迁相关的可见荧光,但NV光学循环中单重态能级内通常被视为暗态的、位于约$1042$ nm的红外单重态跃迁,提供了另一条光学通道。本文报道了针对该红外发射的波长分辨光探测磁共振(ODMR)测量。该团队直接观测到$1042$ nm发射中的ODMR对比度,并分析了其对磁场的依赖关系。ODMR信号的场依赖光谱色散表明,NV色心中编码的自旋态信息通过自旋选择性系间窜越转录至红外单重态发射,这与可见荧光读出机制高度类似。这些结果确立了红外ODMR作为一种高保真度光学读出路径。关键在于,通过将自旋态信息转录直接扩展至$1300-1600$ nm波段,本研究展示了金刚石自旋量子比特与标准电信基础设施之间无需频率转换的直接接口,从而绕过了主动频率转换的效率瓶颈,并受益于该波段已成熟发展的技术体系。

