室温のダイヤモンドにおける巨視的非古典的状態およびテラヘルツ量子処理

ありふれた巨視的な古典的世界と微視的な量子世界の間にある過渡的世界の性質は、依然としてほとんど解明されていない。したがって、観測可能な量子的挙動の領域を大きなスケールの物体に拡張することは、興味深い未解決問題である。相互作用する粒子の巨視的な系では、室温で測定したり使用したりできるより早く、急速な熱化によってあらゆる量子コヒーレンスが破壊されることが多い。今回我々は、周囲条件下における巨視的なダイヤモンド試料の振動モードの量子処理を実証している。我々は、超高速ラマン散乱を利用して、バルク・ダイヤモンドの光学フォノンモードにおいて、拡張された高度に非古典的な状態をつくり出した。フォノンのコヒーレンスと相関の直接測定によって、結晶ダイナミクスの非古典的性質が確認されている。これらの結果は、ダイヤモンドの光学フォノンによって大規模な量子的挙動の研究に類のない機会が得られることを示すとともに、テラヘルツレートで動作可能なマイクロフォトニック量子プロセッサーとしてのダイヤモンドの可能性を明らかにするものである。