Naar de ultieme kwantum licht-materie koppeling

Een kwantum licht-materie interface is een kritische bouwsteen in vele kwantumsystemen, zoals veilige communicatieverbindingen, nieuwe sensoren met een ongekende gevoeligheid en resolutie, en kwantumcomputers. Gezien hun uitstekende spincoherentie worden op dit moment NV-puntdefecten in diamant op grote schaal gebruikt voor de bouw van een dergelijke interface. Jammer genoeg zijn zij door hun gevoeligheid voor elektronische ruis moeilijk te combineren met nanofotonische caviteiten en golfgeleiders, die van cruciaal belang zijn voor het koppelen van afzonderlijke kwantumsystemen. Het thans voorgestelde alternatief, SiV-defecten, lost dit probleem op, maar vereist werking bij millikelvintemperaturen. Daarom wordt in dit project voorgesteld gebruik te maken van zwaardere elementen zoals Ge, Sn, of Pb, die kunnen werken bij meer praktische cryogene temperaturen, maar elektronische controle vereisen bij frequenties boven 100 GHz. Samenvattend streven wij naar de bouw van de ultieme kwantum-licht-materie-interface, door een nieuw type defecten in diamant te koppelen met hoge snelheid controle-elektronica en nanofotonische golfgeleiders.