論文の概要: Towards a deterministic interface between trapped-ion qubits and travelling photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.02121v2
• Date: Thu, 6 May 2021 08:40:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-01 13:18:00.664095
• Title: Towards a deterministic interface between trapped-ion qubits and travelling photons
• Title（参考訳）: トラップイオン量子ビットと移動光子間の決定論的界面
• Authors: Josef Schupp, Vojtech Krcmarsky, Victor Krutyanskiy, Martin Meraner, Tracy E. Northup, Ben P. Lanyon
• Abstract要約: 物質ベースの量子ビットとフォトニック量子ビットの間の量子インターフェースの効率限界について実験結果を示す。 我々は、0.69(3)の確率で、キャビティ出力で単一のイオン絡み合った光子を得る。 最大15個のシーケンシャル偏光子の生成と検出は、捕捉されたイオンが多光子源として機能することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Experimental results are presented on the efficiency limits for a quantum interface between a matter-based qubit and a photonic qubit. Using a trapped ion in an optical cavity, we obtain a single ion-entangled photon at the cavity output with a probability of 0.69(3). The performance of our system is shown to saturate the upper limit to photon-collection probability from a quantum emitter in a cavity, set by the emitter's electronic structure and by the cavity parameters. The probability for generating and detecting the ion-entangled fiber-coupled photon is 0.462(3), a five-fold increase over the previous best performance. Finally, the generation and detection of up to 15 sequential polarised photons demonstrates the ability of a trapped ion to serve as a multi-photon source. The comparison between measured probabilities and predicted bounds is relevant for quantum emitters beyond trapped ions, in particular, for the design of future systems optimising photon collection from, and absorption in, quantum matter.
• Abstract（参考訳）: 物質ベースの量子ビットとフォトニック量子ビットの間の量子インターフェースの効率限界について実験結果を示す。 光キャビティ内に閉じ込められたイオンを用いて、0.69(3)の確率でキャビティ出力の1つのイオン絡み合い光子を得る。 本システムの性能は,エミッタの電子構造とキャビティパラメータによって設定されたキャビティ内の量子エミッタからのフォトンコレクション確率の上限を飽和させることが示されている。 イオン結合ファイバ結合光子を発生・検出する確率は0.462(3)であり、前回の最高性能よりも5倍に増加する。 最後に、最大15個のシーケンシャル偏光子の生成と検出は、捕捉されたイオンが多光子源として機能することを示す。 測定された確率と予測された境界の比較は、閉じ込められたイオンを超えた量子エミッタ、特に量子物質からの光子収集と吸収を最適化する将来の系の設計に関係している。

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