論文の概要: Trapping a Free-propagating Single-photon into an Atomic Ensemble as a Quantum Stationary Light Pulse

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.03886v3
• Date: Tue, 16 Aug 2022 00:43:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-17 21:25:52.488471
• Title: Trapping a Free-propagating Single-photon into an Atomic Ensemble as a Quantum Stationary Light Pulse
• Title（参考訳）: 量子静止光パルスとして自由プロパゲーション単一光子を原子アンサンブルにトラップする
• Authors: U-Shin Kim, Yong Sup Ihn, Chung-Hyun Lee, Yoon-Ho Kim
• Abstract要約: 本稿では, 量子SLP(QSLP)プロセスを用いて, フリープロパゲーション単光子を低温原子アンサンブルにトラップする実験を行った。 我々の研究は、効率的な光子-光子相互作用、エキゾチックな光子状態、および光子系の多体シミュレーションのための新しいアプローチへの道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Efficient photon-photon interaction is one of the key elements for realizing quantum information processing. The interaction, however, must often be mediated through an atomic medium due to the bosonic nature of photons, and the interaction time, which is critically linked to the efficiency, depends on the properties of the atom-photon interaction. While the electromagnetically induced transparency effect does offer the possibility of photonic quantum memory, it does not enhance the interaction time as it fully maps the photonic state to an atomic state. The stationary light pulse (SLP) effect, on the contrary, traps the photonic state inside an atomic medium with zero group velocity, opening up the possibility of the enhanced interaction time. In this work, we report the first experimental demonstration of trapping a free-propagating single-photon into a cold atomic ensemble via the quantum SLP (QSLP) process. We conclusively show that the quantum properties of the single-photon state are preserved well during the QSLP process. Our work paves the way to new approaches for efficient photon-photon interactions, exotic photonic states, and many-body simulations in photonic systems.
• Abstract（参考訳）: 効率的な光子-光子相互作用は、量子情報処理を実現する重要な要素の1つである。 しかし、相互作用は光子のボソニック性のため、しばしば原子媒質を介して媒介されなければならず、相互作用時間は効率に決定的に関連しており、原子-光子相互作用の性質に依存する。 電磁誘導透過効果は、フォトニック量子メモリの可能性をもたらすが、フォトニック状態を原子の状態に完全にマッピングするため、相互作用時間を増加させることはない。 一方、定常光パルス(SLP)効果は、原子媒質内のフォトニック状態をゼロ群速度でトラップし、高強度な相互作用時間の可能性を高める。 本研究では, 量子SLP(QSLP)プロセスを用いて, フリープロパゲーション単光子を低温原子アンサンブルにトラップする実験実験を行った。 単一光子の状態の量子的性質がQSLP過程中によく保存されていることを確定的に示す。 私たちの研究は、フォトニックシステムにおける効率的な光子-光子相互作用、エキゾチックなフォトニック状態、多体シミュレーションのための新しいアプローチへの道を開くものです。

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