論文の概要: Optimization of Broadband $\Lambda$-type Quantum Memory Using Gaussian Pulses

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.13638v4
• Date: Tue, 30 Mar 2021 15:43:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-04 05:33:35.236647
• Title: Optimization of Broadband $\Lambda$-type Quantum Memory Using Gaussian Pulses
• Title（参考訳）: ガウスパルスを用いた広帯域$\Lambda$型量子メモリの最適化
• Authors: Kai Shinbrough, Benjamin Hunt, Virginia O. Lorenz
• Abstract要約: 重なり合う信号と制御フィールドには、メモリ効率を最適化する独自のブロードバンドパルス持続時間が存在することを示す。 さらに、制御フィールドの時間遅延とパルス持続時間を最適化し、この効率の飽和を幅広いパルス持続時間にわたって示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7734726150561088
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Optical quantum memory--the ability to store photonic quantum states and retrieve them on demand--is an essential resource for emerging quantum technologies and photonic quantum information protocols. Simultaneously achieving high efficiency and high-speed, broadband operation is an important task necessary for enabling these applications. In this work, we investigate the optimization of a large class of optical quantum memory protocols based on resonant interaction with ensembles of $\Lambda$-type level systems with the restriction that the temporal envelope of all optical fields must be Gaussian, which reduces experimental complexity. We show that for overlapping signal and control fields there exists a unique and broadband pulse duration that optimizes the memory efficiency, and that this optimized efficiency can be close to the protocol-independent bound. We further optimize over the control field temporal delay and pulse duration, demonstrating saturation of this efficiency bound over a broad range of pulse durations while clarifying the underlying physics of the quantum memory interaction.
• Abstract（参考訳）: 光量子メモリ-フォトニック量子状態を保存し、オンデマンドで取得する能力--は、新興の量子技術とフォトニック量子情報プロトコルにとって必須のリソースである。 高速かつ高効率なブロードバンド運用を実現することは,これらのアプリケーションを実現する上で重要な課題である。 本研究では,すべての光学場の時間的エンベロープがガウス的でなければならないという制約を伴って,$\lambda$-type レベル系のアンサンブルとの共振相互作用に基づく多種の光量子メモリプロトコルの最適化を行い,実験の複雑さを低減した。 重なり合う信号と制御フィールドには、メモリ効率を最適化する独自のブロードバンドパルス時間が存在し、この最適化された効率はプロトコル非依存のバウンダリに近くなることを示す。 さらに、制御フィールドの時間遅延とパルス持続時間を最適化し、この効率の飽和を幅広いパルス持続時間にわたって証明し、量子メモリ相互作用の基礎物理学を明確にする。

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