論文の概要: Improving entanglement generation rates in trapped ion quantum networks using nondestructive photon measurement and storage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.04236v2
• Date: Wed, 24 Mar 2021 21:38:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-17 02:34:48.638778
• Title: Improving entanglement generation rates in trapped ion quantum networks using nondestructive photon measurement and storage
• Title（参考訳）: 非破壊光子計測と貯蔵によるイオン量子ネットワークの絡み合い発生率の向上
• Authors: John Hannegan, James D. Siverns, Jake Cassell, Qudsia Quraishi
• Abstract要約: 捕捉されたイオンに基づく量子ネットワークにおける絡み合い率を改善するために設計されたハイブリッドネットワークアーキテクチャを提案する。 提案した量子ネットワークは、距離50kmの近赤外波長とCバンド波長の両方において、等価な同質ネットワークよりも最大100倍の大きさの遠隔絡み合いを発生できることを示す。
• 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: Long range quantum information processing will require the integration of different technologies to form hybrid architectures combining the strengths of multiple quantum systems. In this work, we propose a hybrid networking architecture designed to improve entanglement rates in quantum networks based on trapped ions. Trapped ions are excellent candidates as network nodes but photon losses make long-distance networking difficult. To overcome some losses and extend the range of trapped-ion-based networks, we propose including neutral-atom-based non-destructive single-photon detection and single photon storage in between networking nodes, forming a hybrid network. This work builds on recently demonstrated optical frequency conversion of single photons emitted by trapped ions. We derive the average two-node entanglement rate for this proposed network architecture as a function of distance. Using reasonable experimental parameters, we show this proposed quantum network can generate remote entanglement rates up to a factor of 100 larger than that of an equivalent homogeneous network at both near-IR and C-band wavelengths for distances up to 50 km.
• Abstract（参考訳）: 長距離量子情報処理は、複数の量子システムの強みを組み合わせたハイブリッドアーキテクチャを形成するために、異なる技術を統合する必要がある。 本研究では,閉じ込められたイオンに基づく量子ネットワークの絡み合い率を改善するために設計されたハイブリッドネットワークアーキテクチャを提案する。 閉じ込められたイオンはネットワークノードとして優れた候補であるが、光子損失は長距離ネットワークを困難にする。 そこで我々は,中性原子を用いた非破壊単光子検出と,ネットワークノード間の単一光子ストレージを含むハイブリッドネットワークを提案する。 この研究は、閉じ込められたイオンによって放出される単一光子の光周波数変換に基づく。 提案したネットワークアーキテクチャの平均2ノード絡み合い率を距離関数として導出する。 妥当な実験パラメータを用いて、提案した量子ネットワークは、距離50kmの近赤外波長とCバンド波長の両方において、等価な同質ネットワークよりも最大100倍の大きさの遠隔絡み合いを発生させることができることを示す。

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