論文の概要: Quantum-router: Storing and redirecting light at the photon level
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.03363v3
- Date: Tue, 4 Jan 2022 13:15:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-30 08:59:52.414579
- Title: Quantum-router: Storing and redirecting light at the photon level
- Title（参考訳）: 量子ルーター:光子レベルで光を保存およびリダイレクトする
- Authors: Martin C. Korzeczek and Daniel Braun
- Abstract要約: 平均光子数が少ないコヒーレントな状態で単一光子や光を空間的に再描画する手法を提案する。
この方法は、光の量子記憶において行われるように、入射光の量子状態を原子アンサンブル中のスピン波にマッピングすることに基づいている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose a method for spatially re-routing single photons or light in a
coherent state with small average photon number by purely electronic means,
i.e. without using mechanical devices such as micro-mirror arrays. The method
is based on mapping the quantum state of the incoming light onto a spin-wave in
an atomic ensemble as is done in quantum memories of light. Then the wavevector
of the spin-wave is modified in a controlled way by an applied magnetic field
gradient. Finally, by re-applying the same control beam as for storing, the
signal pulse is released in a new direction that depends on the deflected
wavevector of the spin-wave. We show by numerical simulation that efficiencies
can be achieved for arbitrary deflection angles in the plane that are
comparable with simple photon storage and re-emission in forward direction, and
propose a new method for eliminating the stored momentum as source of
decoherence in the quantum memory. In a reasonable parameter regime, the
re-routing should be achievable on a time-scale on the order of few to
$\sim100$ microseconds, depending on the deflection angle. The shifts in the
wavevector that can be achieved using the Zeeman-effect, with otherwise minimal
changes to the spin-wave, can also be used to complement existing ac-Stark
spin-wave manipulation methods.
- Abstract（参考訳）: マイクロミラーアレイなどの機械装置を使わずに,光子数が少ないコヒーレントな状態の単一光子や光を純粋電子的手段で空間的に再描画する方法を提案する。
この方法は、入射光の量子状態を、光の量子記憶で行われている原子アンサンブル内のスピン波にマッピングすることに基づいている。
次に、スピン波のウェーブベクトルを印加磁場勾配により制御的に修正する。
最後に、記憶するのと同じ制御ビームを再適用することにより、スピン波の偏向波ベクトルに依存する新たな方向に信号パルスを解放する。
数値シミュレーションにより、単純な光子保存と前方再放出に匹敵する平面の任意の偏向角に対して効率性が得られ、量子記憶における非一貫性の源として記憶運動量を排除する新しい方法を提案する。
合理的なパラメータ構成では、振れ角によっては、数から$\sim100$マイクロ秒の順番で、再ルーティングはタイムスケールで達成可能であるべきである。
ゼーマン効果を用いて達成できるウェーブベクトルのシフトは、スピン波に最小限の変更を加えることで、既存の交流スタークスピン波操作法を補完するためにも使用できる。
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