論文の概要: A long-lived solid-state optical quantum memory for high-rate quantum repeaters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.02530v1
• Date: Fri, 4 Jun 2021 14:56:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-27 21:12:30.422899
• Title: A long-lived solid-state optical quantum memory for high-rate quantum repeaters
• Title（参考訳）: 高速量子リピータのための長寿命固体光量子メモリ
• Authors: Mohsen Falamarzi Askarani, Antariksha Das, Jacob H. Davidson, Gustavo C. Amaral, Neil Sinclair, Joshua A. Slater, Sara Marzban, Charles W. Thiel, Rufus L. Cone, Daniel Oblak, and Wolfgang Tittel
• Abstract要約: 我々は、光コヒーレンス時間が1.1msに達することを示し、レーザーパルスを用いて、原子周波数コムプロトコルに基づく光ストレージを最大100mu$sまで実証する。 以上の結果から,Tm:YGGが長い光記憶時間で量子メモリを生成できる可能性を示し,拡張量子ネットワーク構築への道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We argue that long optical storage times are required to establish entanglement at high rates over large distances using memory-based quantum repeaters. Triggered by this conclusion, we investigate the $^3$H$_6$ $\leftrightarrow$ $^3$H$_4$ transition at 795.325 nm of Tm:Y$_3$Ga$_5$O$_{12}$ (Tm:YGG). Most importantly, we show that the optical coherence time can reach 1.1 ms, and, using laser pulses, we demonstrate optical storage based on the atomic frequency comb protocol up to 100 $\mu$s as well as a memory decay time T$_M$ of 13.1 $\mu$s. Possibilities of how to narrow the gap between the measured value of T$_m$ and its maximum of 275 $\mu$s are discussed. In addition, we demonstrate quantum state storage using members of non-classical photon pairs. Our results show the potential of Tm:YGG for creating quantum memories with long optical storage times, and open the path to building extended quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 我々は、長い光ストレージ時間は、メモリベースの量子リピータを用いて、大きな距離で高い速度で絡み合いを確立するために必要であると主張する。 この結論により、Tm:Y$_3$Ga$_5$O$_{12}$ (Tm:YGG) の 795.325 nm における$^3$H$_6$$\leftrightarrow$$^3$H$_4$transition を調べる。 最も重要なことは、光コヒーレンス時間が1.1msに達することを示し、レーザーパルスを用いて原子周波数コムプロトコルに基づく光ストレージを最大100$\mu$s、メモリ減衰時間T$_M$が13.1$\mu$sまで示すことである。 測定値 t$_m$ と最大値 275$\mu$s との差を狭める方法の可能性について考察する。 さらに,非古典光子対の構成員を用いて量子状態保存を示す。 以上の結果から,Tm:YGGが長い光記憶時間で量子メモリを生成できる可能性を示し,拡張量子ネットワーク構築への道を開いた。

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