論文の概要: Optimisation of Scalable Ion-Cavity Interfaces for Quantum Photonic Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.05795v3
• Date: Wed, 5 Oct 2022 14:27:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-04 22:24:50.003078
• Title: Optimisation of Scalable Ion-Cavity Interfaces for Quantum Photonic Networks
• Title（参考訳）: 量子フォトニックネットワークのためのスケーラブルイオンキャビティインタフェースの最適化
• Authors: Shaobo Gao, Jacob A. Blackmore, William J. Hughes, Thomas H. Doherty and Joseph F. Goodwin
• Abstract要約: 本稿では,量子ネットワークアプリケーションにおけるイオンキャビティインタフェースの最適化に対する体系的なアプローチを提案する。 本研究では, 原子系と鏡面自体に関連付けられたものとは, 協調性の幾何学的側面を分離可能であることを示す。 最適化へのアプローチは,ほとんどのオペレーティングレシエーションに適用できるが,典型的なイオントラップ実験に適したキャビティを考察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: In the design optimisation of ion-cavity interfaces for quantum networking applications, difficulties occur due to the many competing figures of merit and highly interdependent design constraints, many of which present `soft-limits', amenable to improvement at the cost of engineering time. In this work we present a systematic approach to this problem which offers a means to identify efficient and robust operating regimes, and to elucidate the trade-offs involved in the design process, allowing engineering efforts to be focused on the most sensitive and critical parameters. We show that in many relevant cases it is possible to approximately separate the geometric aspects of the cooperativity from those associated with the atomic system and the mirror surfaces themselves, greatly simplifying the optimisation procedure. Although our approach to optimisation can be applied to most operating regimes, here we consider cavities suitable for typical ion trapping experiments, and with substantial transverse misalignment of the mirrors. We find that cavities with mirror misalignments of many micrometres can still offer very high photon extraction efficiencies, offering an appealing route to the scalable production of ion-cavity interfaces for large scale quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークアプリケーションのためのイオンキャビティインタフェースの設計最適化では、多くの競合するメリットの数値と高い相互依存設計の制約によって困難が発生し、その多くが工学的コストで改善できる「ソフトリミット」となっている。 本研究では, 効率的かつ堅牢な運用体制を特定し, 設計プロセスに関わるトレードオフを解明し, 工学的取り組みを最も敏感で重要なパラメータに焦点をあてる手法を提供する, この問題に対する体系的アプローチを提案する。 その結果,多くの関連事例において,原子系や鏡面そのものと協調性の幾何学的側面をほぼ分離することができ,最適化手順を大幅に単純化できることがわかった。 最適化へのアプローチは多くのオペレーティング・システマティクスに適用できるが,典型的なイオントラップ実験に適したキャビティと,鏡の相当な横方向の不整合を考慮したキャビティを考察する。 多くのマイクロメートルのミラーミスアライメントを持つキャビティは依然として非常に高い光子抽出効率を提供でき、大規模量子ネットワークのためのイオンキャビティインタフェースのスケーラブルな製造に魅力的な経路を提供する。

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