受控离子-离子相互作用以及相干双核Eu^3+配合物的腔增强发射
分子稀土离子复合物通过将稀土离子的本征相干特性与化学可调谐的分子环境相结合,为量子技术提供了独特机遇。一个关键能力是构建具有确定量子比特耦合的多量子比特架构,以实现双量子比特门。本研究探究了两种基于Eu$^{3+}$的分子复合物的光学相干特性与激发诱导相互作用,将单核参考体系与双核类似物进行对比,后者中两个Eu$^{3+}$离子以约7埃的明确定义分子内距离定位。利用低温系综光谱技术(包括低至100 mK温度下的光谱烧孔、自由感应衰减和光子回波测量),该团队证明了长达9 μs的光学相干时间 \(T_{2,\text{o}}\)。作为迈向可扩展多量子比特架构的关键步骤,研究人员实现了控制-目标序列以探测条件性离子间相互作用,揭示出双核复合物中更强的相互作用诱导退相干。最后,该工作展示了将双核复合物集成到基于光纤的光学微腔中,并观察到 \(\mathrm{}^5\mathrm{D}_0\rightarrow\mathrm{}^7\mathrm{F}_0\) 跃迁的380倍发射增强。这些结果共同将分子稀土复合物定位为可扩展量子技术的多功能、化学可调谐构建模块。

