論文の概要: On-demand quantum storage of photonic qubits in an on-chip waveguide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.01796v3
• Date: Wed, 30 Dec 2020 15:03:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-03 22:55:16.482767
• Title: On-demand quantum storage of photonic qubits in an on-chip waveguide
• Title（参考訳）: オンチップ導波路におけるフォトニック量子ビットのオンデマンド量子ストレージ
• Authors: Chao Liu, Tian-Xiang Zhu, Ming-Xu Su, You-Zhi Ma, Zong-Quan Zhou, Chuan-Feng Li, and Guang-Can Guo
• Abstract要約: フォトニック量子メモリは量子情報処理(QIP)のコア要素である ここでは,151ドルEu$3+$:Y$$$SiO$_5$の結晶表面上のオンチップ導波路メモリにおける時間ビン量子ビットのオンデマンドストレージについて報告する。 99.3%pm0.2%$の量子ビット記憶密度は、1パルスあたり0.5光子の入力で得られる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.545577144935917
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Photonic quantum memory is the core element in quantum information processing (QIP). For the scalable and convenient practical applications, great efforts have been devoted to the integrated quantum memory based on various waveguides fabricated in solids. However, on-demand storage of qubits, which is an essential requirement for QIP, is still challenging to be implemented using such integrated quantum memory. Here we report the on-demand storage of time-bin qubits in an on-chip waveguide memory on the surface of a $^{151}$Eu$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$ crystal, utilizing the Stark modulated atomic frequency comb protocol. A qubit storage fidelity of $99.3\%\pm0.2\%$ is obtained with a input of 0.5 photons per pulse, far beyond the highest fidelity achievable using the classical measure-and-prepare strategy. The developed integrated quantum memory with the on-demand retrieval capability, represents an important step towards practical applications of integrated quantum nodes in quantum networks.
• Abstract（参考訳）: フォトニック量子メモリは、量子情報処理(qip)のコア要素である。 スケーラブルで便利な応用のために、固体で作製された様々な導波路に基づく集積量子メモリに多大な努力が払われている。 しかし、qipの必須要件である量子ビットのオンデマンドストレージは、そのような統合量子メモリを用いて実装することが依然として困難である。 本稿では、スターク変調原子周波数コムプロトコルを用いて、$^{151}$Eu$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$クリスタルの表面上のオンチップ導波路メモリにおける時間ビン量子ビットのオンデマンド記憶について報告する。 99.3\%\pm0.2\%$のキュービット記憶忠実度が、古典的な測度・プレペア戦略を用いて達成可能な最高忠実度をはるかに超える1パルスあたり0.5フォトンの入力で得られる。 オンデマンド検索機能を備えた集積量子メモリは、量子ネットワークにおける統合量子ノードの実用化に向けた重要なステップである。

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