論文の概要: Multicell Atomic Quantum Memory as a Hardware-Efficient Quantum Repeater Node

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.09597v1
• Date: Mon, 18 Oct 2021 19:32:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 03:59:25.986272
• Title: Multicell Atomic Quantum Memory as a Hardware-Efficient Quantum Repeater Node
• Title（参考訳）: ハードウェア効率の良い量子リピータノードとしてのマルチセル量子メモリ
• Authors: Chang Li, Sheng Zhang, Yukai Wu, Nan Jiang, Yunfei Pu and Luming Duan
• Abstract要約: マルチセル量子メモリのための単一原子アンサンブルを用いた量子リピータノードのコンパクトでハードウェア効率の良い実現について報告する。 2つの量子リピータセグメントでそれぞれ非同期アンタングル生成を行い、2つのリピータセグメントのオンデマンドアンタングル接続を実現する。 この研究は、大規模量子ネットワークのための量子リピータの効率的な実現のための有望な構成要素を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.687357167527669
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: For scalable quantum communication and networks, a key step is to realize a quantum repeater node that can efficiently connect different segments of atom-photon entanglement using quantum memories. We report a compact and hardware-efficient realization of a quantum repeater node using a single atomic ensemble for multicell quantum memories. Millisecond lifetime is achieved for individual memory cells after suppressing the magnetic-field-induced inhomogeneous broadening and the atomic-motion-induced spin-wave dephasing. Based on these long-lived multicell memory cells, we achieve heralded asynchronous entanglement generation in two quantum repeater segments one after another and then an on-demand entanglement connection of these two repeater segments. As another application of the multicell atomic quantum memory, we further demonstrate storage and on-demand retrieval of heralded atomic spin-wave qubits by implementing a random access quantum memory with individual addressing capacity. This work provides a promising constituent for efficient realization of quantum repeaters for large-scale quantum networks.
• Abstract（参考訳）: スケーラブルな量子通信とネットワークのための重要なステップは、量子メモリを用いて原子-光子絡み合いの異なるセグメントを効率的に接続できる量子リピータノードを実現することである。 本稿では,単一アトミックアンサンブルを用いた量子リピータノードのコンパクトかつハードウェア効率の良い実現について報告する。 ミリ秒の寿命は、磁場誘起不均質拡大と原子運動誘起スピン波減衰を抑制した後、個々の記憶細胞で達成される。 これらの長寿命のマルチセルメモリセルに基づいて,2つの量子リピータセグメントにおける非同期エンタングルメント生成と,これら2つのリピータセグメントのオンデマンドエンタングルメント接続を実現する。 マルチセルアトミック量子メモリの別の応用として、個々のアドレス容量を持つランダムアクセス量子メモリを実装して、ヘラルド原子スピン波量子ビットの保存とオンデマンド検索をさらに実証する。 この研究は、大規模量子ネットワークにおける量子リピータの効率的な実現のための有望な構成要素を提供する。

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