論文の概要: Proposal for room-temperature quantum repeaters with nitrogen-vacancy centers and optomechanics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.06611v3
• Date: Tue, 22 Aug 2023 04:20:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-23 21:39:34.902544
• Title: Proposal for room-temperature quantum repeaters with nitrogen-vacancy centers and optomechanics
• Title（参考訳）: 窒素空洞中心と光メカニクスを用いた室温量子リピータの提案
• Authors: Jia-Wei Ji, Yu-Feng Wu, Stephen C. Wein, Faezeh Kimiaee Asadi, Roohollah Ghobadi, and Christoph Simon
• Abstract要約: 環境条件下で動作可能な 量子リピータアーキテクチャです 窒素空孔中心に基づく非低温スピン光子界面は室温でも優れたスピンコヒーレンス時間を有する。 オプトロメカニクスは、フォノン関連のデコヒーレンスを回避し、放出された光子が通信バンドに入ることを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.27488316163114823
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a quantum repeater architecture that can operate under ambient conditions. Our proposal builds on recent progress towards non-cryogenic spin-photon interfaces based on nitrogen-vacancy centers, which have excellent spin coherence times even at room temperature, and optomechanics, which allows to avoid phonon-related decoherence and also allows the emitted photons to be in the telecom band. We apply the photon number decomposition method to quantify the fidelity and the efficiency of entanglement established between two remote electron spins. We describe how the entanglement can be stored in nuclear spins and extended to long distances via quasi-deterministic entanglement swapping operations involving the electron and nuclear spins. We furthermore propose schemes to achieve high-fidelity readout of the spin states at room temperature using the spin-optomechanics interface. Our work shows that long-distance quantum networks made of solid-state components that operate at room temperature are within reach of current technological capabilities.
• Abstract（参考訳）: 環境条件下で動作可能な量子リピータアーキテクチャを提案する。 提案手法は, 室温でも良好なスピンコヒーレンス時間を有する窒素空孔中心と, フォノン関連デコヒーレンスを回避し, 発光光子をテレコムバンド内に配置できる光力学に基づく非低温スピン光子界面への最近の進展を基盤としている。 本研究では、光子数分解法を用いて、2つの遠隔電子スピン間の絡み合いの忠実度と効率を定量化する。 電子スピンと核スピンを含む操作を準決定論的に置き換えることで核スピンに格納し、長距離に拡張する方法について述べる。 さらに,スピン-オプトメカニクスインタフェースを用いて室温でのスピン状態の高忠実な読み出しを実現する手法を提案する。 我々の研究は、室温で作動する固体成分からなる長距離量子ネットワークが、現在の技術能力の範囲内にあることを示している。

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