論文の概要: Ultra-low noise quantum memory for quasi-deterministic single photons
generated by Rydberg collective atomic excitations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.08598v2
- Date: Thu, 25 Nov 2021 12:27:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-07 23:52:02.676744
- Title: Ultra-low noise quantum memory for quasi-deterministic single photons
generated by Rydberg collective atomic excitations
- Title（参考訳）: Rydberg集合原子励起による準決定論的単一光子の超低雑音量子メモリ
- Authors: Lukas Heller, Jan Lowinski, Klara Theophilo, Auxiliadora
Padr\'on-Brito, Hugues de Riedmatten
- Abstract要約: 我々は、ルビジウム原子の冷たい雲をリドベルク状態に共鳴して励起することで、要求に応じて単一の光子を生成する。
単一光子が21$%の効率で保存され、ノイズフロアが$p_n=2.3(3)の10-4$でラマン量子メモリに格納されることを示す。
- 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: We demonstrate the storage and retrieval of an on-demand single photon
generated by a collective Rydberg excitation in an ultra-low noise Raman
quantum memory located in a different cold atomic ensemble. We generate single
photons on demand by exciting a cold cloud of Rubidium atoms off resonantly to
a Rydberg state, with a generation probability up to 15 $\%$ per trial. We then
show that the single photons can be stored and retrieved with an efficiency of
21 $\%$ and a noise floor of $p_n= 2.3(3) \times 10^{-4}$ per trial in the
Raman quantum memory. This leads to a signal-to-noise ratio ranging from 11 to
26 for the retrieved single photon depending on the input photon generation
probability, which allows us to observe significant antibunching. We also
evaluate the performances of the Raman memory as built-in unbalanced temporal
beam splitter, tunable by varying the write-in control pulse intensity. In
addition, we demonstrate that the Raman memory can be used to control the
single-photon waveshape. These results are a step forward in the implementation
of efficient quantum-repeater links using single-photon sources.
- Abstract（参考訳）: 冷原子アンサンブルに位置する超低ノイズラマン量子メモリにおいて、rydbergの集団励起によって生成されたオンデマンド単一光子の蓄積と検索を実証する。
我々は、Rydberg状態に共鳴してルビジウム原子の冷たい雲を刺激することで、要求に応じて単一の光子を生成する。
次に、単一光子が21$\%の効率で保存され、ノイズフロアが$p_n= 2.3(3) \times 10^{-4}$でラマン量子メモリに格納されることを示す。
これにより、入力光子生成確率に応じて、検索された単一光子に対する信号対雑音比が11から26の範囲となり、重要なアンチバンチングを観測できる。
また,ラマンメモリの性能を,書き込み制御パルス強度を変化させて調整可能な非平衡時間ビームスプリッタとして評価する。
さらに、単一光子波形を制御するためにラマンメモリを使用できることを示す。
これらの結果は、単一光子源を用いた効率的な量子リピータリンクの実装の一歩である。
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