Robust Millisecond Coherence Times of Erbium Electron Spins
Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
Erbium-doped solids are prime candidates for quantum memories in optical quantum networks given their telecom-compatible photon emission. An electron spin of erbium with millisecond coherence time is desirable for generating remote entanglement between adjacent quantum network nodes. Here we report GHz-range electron-spin transitions of ${}^{167}{\mathrm{Er}}^{3+}$ in a yttrium oxide (${\mathrm{Y}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}$) matrix with coherence times that are consistently longer than a millisecond. By polarizing paramagnetic impurity spins we achieve a spin ${T}_{2}$ up to 1.46 ms, and up to 7.1 ms after dynamical decoupling. These coherence lifetimes are among the longest found for erbium in crystalline matrices despite the presence of host nuclear spins. We further enhance the coherence time beyond conventional dynamical decoupling, using customized sequences to simultaneously mitigate spectral diffusion and dipolar interactions. Our study not only establishes ${}^{167}{\mathrm{Er}}^{3+}$: ${\mathrm{Y}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}$ as a significant quantum memory platform but also provides a guideline for engineering long-lived erbium spins in a variety of host materials for quantum technologies.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Robust Millisecond Coherence Times of Erbium Electron Spins
- Date Crossref
- 10/04/2023
- Éditeur
- American Physical Society (APS)
- Type
- journal-article
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Les institutions déclarées
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