Les GTS manipulent les postes vacants dans le secteur du diamant

Les centres de couleur dans le réseau cristallin du diamant, où les atomes de carbone sont remplacés par d'autres atomes et où les sites adjacents du réseau sont vides, offrent des possibilités intéressantes pour les émetteurs quantiques à l'état solide. L'un des candidats les plus prometteurs est le centre coloré de la vacance d'azote (NV) en raison de son émission brillante de photons uniques et de ses spins optiquement accessibles. Ces propriétés en font un acteur potentiel du traitement de l'information quantique et des réseaux quantiques de demain. Cependant, les NV sont confrontés à des défis liés à une émission efficace dans la ligne de zéro phonon (ZPL) nécessaire pour produire des photons indiscernables.

En comparaison, les points quantiques sont très prometteurs en termes de propriétés d'émission, mais sont limités par des temps de cohérence de l'ordre de quelques dizaines de nanosecondes. Cela souligne les défis que pose le travail avec des émetteurs quantiques à l'état solide, en particulier en ce qui concerne la génération de photons uniques et les temps de cohérence du spin de l'émetteur.

Des études récentes sur les centres de vacance du groupe IV dans le diamant, en particulier les centres SiV, présentent des résultats prometteurs qui répondent à ces défis. Les centres de vacance à base d'étain, en particulier, présentent des propriétés favorables à l'intégration dans des plates-formes nanophotoniques, offrant une émission de ligne à photon zéro forte et stable dans les nanostructures.

Les centres de vacance du groupe IV dans le diamant bénéficient d'excellentes propriétés optiques en raison de leur symétrie cristallographique, favorisant l'émission dans la ZPL. Les centres SiV présentent des temps de cohérence de 10 ms à 100 mK, tandis que SnV devrait atteindre des temps similaires à une température facilement accessible de 2 K en utilisant un cryostat à hélium standard.

La série AWG-5000 d'Arb-Rider joue un rôle crucial dans la manipulation des centres de vacance de l'étain dans le diamant. Ce générateur de forme d'onde avancé permet un contrôle précis des séquences d'impulsions expérimentales. En générant des impulsions électriques carrées étroites de grande amplitude (>1,5 V), l'AWG-5000 contrôle un modulateur d'amplitude électro-optique, ce qui permet de générer des impulsions laser courtes.

Ce mécanisme permet de générer des impulsions optiques de forme presque gaussienne, avec une largeur de bande complète et un demi-maximum aussi étroits que 280 ps. En outre, l'AWG-5064 est utilisé pour piloter un modulateur de phase électro-optique, facilitant la génération de bandes latérales de fréquence jusqu'à environ 2 GHz. Cette capacité permet de piloter deux transitions optiques avec des champs laser à phase stable.

Les canaux de sortie numériques de l'AWG-5000 ont une double fonction : ils commandent des modulateurs d'amplitude acousto-optiques et génèrent des impulsions de déclenchement pour la synchronisation des séquences expérimentales. À l'avenir, le contrôle en temps réel des protocoles de mesure sera essentiel, en fonction des résultats de lectures spécifiques au sein de la séquence. L'intégration de générateurs de formes d'onde avancés, comme la série AWG-5000 d'Arb-Rider, ouvre la voie à un contrôle et à une manipulation améliorés des émetteurs quantiques, favorisant ainsi les progrès dans le traitement de l'information quantique et les technologies connexes.