論文の概要: Long-lived storage of orbital angular momentum quantum states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.10884v1
- Date: Mon, 21 Mar 2022 11:10:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-21 05:06:11.534539
- Title: Long-lived storage of orbital angular momentum quantum states
- Title（参考訳）: 軌道角運動量量子状態の長期保存
- Authors: Ying-Hao Ye, Lei Zeng, Ming-Xin Dong, Wei-Hang Zhang, Da-Chuang Li,
Dong-Sheng Ding, Guang-Can Guo, Bao-Sen Shi
- Abstract要約: コールド原子アンサンブルを用いたOAM量子ビットと量子ビットの量子メモリを実装した。
我々の研究は高次元量子ネットワークの確立に非常に有望である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7745382500674296
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum memories are indispensible for establishing a long-distance quantum
network. High-dimensional quantum memories enable a higher channel capacity
compared to a quantum memory working in a two-dimensional space, and have a
lower requirement for storage lifetime in the field of quantum coomunication.
The photonic transverse spatial modes such as Laguerra-Gaussian modes orbital
angular momentum (OAM) are ideal candidates for encoding high-dimensional
information, because it can form an infinite-dimensional Hilbert space.
Although the faithful storage of an OAM qubit or qutrit has been realized in
pioneering works, the longest storage lifetime for the former is only in the
order of a few microseconds, and hundreds of nano-seconds for the latter. Here
we implement a quantum memory for OAM qubits and qutrits using a cold atomic
ensemble, the experimental results clearly show that our memory can still beat
the classical limit after a storage time of $400\mu s$,which is two orders of
magnitude higher than the previous work. The retrieval efficiency at this time
equals to $44\%$ of the value when the storage time is set to be $10\mu s$. Our
work is very promising for establishing a high dimensional quantum network.
- Abstract（参考訳）: 量子記憶は長距離量子ネットワークの確立に不可欠である。
高次元量子メモリは、2次元空間で動作する量子メモリよりも高いチャネル容量を可能にし、量子共生の分野における保存寿命の要件を低くする。
ラゲラ・ガウスモードのようなフォトニック横空間モードは、無限次元ヒルベルト空間を形成することができるため、高次元情報を符号化するのに理想的な候補である。
OAM量子ビットまたは量子ビットの忠実な保存は先駆的な研究で実現されているが、前者にとって最長の保存寿命は数マイクロ秒、後者は数百ナノ秒である。
ここでは、冷原子アンサンブルを用いて、oam量子ビットとqutritsのための量子メモリを実装し、実験の結果、我々のメモリは、以前の作業よりも2桁高い400\mu s$のストレージ時間の後でも、古典的限界を超えることができることが明らかとなった。
このときの検索効率は、ストレージタイムが10\mu s$に設定された場合の値の44\%$に等しい。
我々の研究は高次元量子ネットワークの確立に非常に有望である。
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