論文の概要: Entanglement between a telecom photon and an on-demand multimode
solid-state quantum memory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.05079v3
- Date: Tue, 23 Nov 2021 19:23:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-27 04:18:59.866976
- Title: Entanglement between a telecom photon and an on-demand multimode
solid-state quantum memory
- Title（参考訳）: 通信光子とオンデマンドマルチモード固体量子メモリの絡み合い
- Authors: Jelena V. Rakonjac, Dario Lago-Rivera, Alessandro Seri, Margherita
Mazzera, Samuele Grandi, Hugues de Riedmatten
- Abstract要約: 我々は,マルチモード固体量子メモリにおいて,通信光子と集合スピン励起の絡み合いを初めて示す。
量子メモリのエンタングルメントストレージを最大47.7$mu$sまで拡張し、最大10kmの距離で分離された量子ノード間のエンタングルメントの分配を可能にした。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 52.77024349608834
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Entanglement between photons at telecommunication wavelengths and long-lived
quantum memories is one of the fundamental requirements of long-distance
quantum communication. Quantum memories featuring on-demand read-out and
multimode operation are additional precious assets that will benefit the
communication rate. In this work we report the first demonstration of
entanglement between a telecom photon and a collective spin excitation in a
multimode solid-state quantum memory. Photon pairs are generated through widely
non-degenerate parametric down-conversion, featuring energy-time entanglement
between the telecom-wavelength idler and a visible signal photon. The latter is
stored in a Pr$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$ crystal as a spin wave using the full Atomic
Frequency Comb scheme. We then recall the stored signal photon and analyze the
entanglement using the Franson scheme. We measure conditional fidelities of
$92(2)\%$ for excited-state storage, enough to violate a CHSH inequality, and
$77(2)\%$ for spin-wave storage. Taking advantage of the on-demand read-out
from the spin state, we extend the entanglement storage in the quantum memory
for up to 47.7~$\mu$s, which could allow for the distribution of entanglement
between quantum nodes separated by distances of up to 10 km.
- Abstract（参考訳）: 通信波長における光子と長寿命量子メモリの絡み合いは、長距離量子通信の基本的な要件の1つである。
オンデマンドの読み出しとマルチモード操作を備えた量子メモリは、通信速度に恩恵をもたらす付加価値資産である。
本稿では,マルチモード固体量子メモリにおける通信光子と集団スピン励起との絡み合いの最初の実演を報告する。
光子対は広く非縮退パラメトリックダウンコンバージョンによって生成され、テレコム波長アイドラーと可視光子との間のエネルギー時間の絡み合いが特徴である。
後者は、完全な原子周波数コムスキームを用いてスピン波としてPr$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$クリスタルに格納される。
次に、保存された信号光子を思い出し、フランソンスキームを用いて絡み合いを分析する。
我々は、励起状態保存に$02(2)\%$、chsh不等式に違反するのに十分な条件付きフィデリティ、スピン波ストレージに$7(2)\%$の測定を行う。
スピン状態からのオンデマンド読み出しを利用して、最大で47.7〜$\mu$sまで量子メモリの絡み合いストレージを拡張し、最大10kmの距離で分離された量子ノード間の絡み合いの分布を可能にする。
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