硅中单自旋的光学观察

加拿大西蒙菲莎大学Stephanie Simmons等人将可单独寻址的“T 中心”（硅中单自旋缺陷）产生的光子-自旋量子比特集成到硅光子结构中，并用光学手段表征了它们与自旋相关的通信波段光学跃迁。这些结果为构建硅集成的通信波段量子信息网络提供了直接的机会。相关研究成果于7月13日发表在《自然》杂志上。现代量子科学的一个成就是分离、操控和利用单个量子粒子，例如单电荷、单光子和单自旋。包括纠缠的产生、长距离隐形传态、无漏洞的贝尔不等式检验和基于量子中继的量子通信等科学突破，其核心都是“光子-物质比特”纠缠。具有自旋和自旋相关光学跃迁的固态色心是一类重要物理体系。这种自旋可以通过光子进行远程纠缠，形成量子计算和通信网络。为此，全球量子互联网将需要大规模制造长寿命、通信波段的光子-物质比特接口。硅是商业规模固态量子技术的理想载体。它已经是全球集成光子学和微电子行业的先进平台，也是有记录的最长寿命自旋量子比特的载体。在硅中确定合适的可单独处理的光子-自旋接口可以避免在一个全新的、更具挑战性的材料平台上重复开发集成光子学。但在硅中进行可单独寻址的单自旋光学检测仍然很难实现。最近，T色心被认