論文の概要: A faithful solid-state spin-wave quantum memory for polarization qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.06312v1
- Date: Wed, 13 Apr 2022 11:35:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-17 02:53:40.388989
- Title: A faithful solid-state spin-wave quantum memory for polarization qubits
- Title（参考訳）: 偏波量子ビットのための忠実な固体スピン波量子メモリ
- Authors: Ming Jin, You-Zhi Ma, Zong-Quan Zhou, Chuan-Feng Li, and Guang-Can Guo
- Abstract要約: 分極符号化量子ビットの保存は、大規模量子ネットワークの構築に不可欠である。
ここでは、ノイズレス光子エコープロトコルを用いて、光偏光量子ビットに対する忠実な量子メモリを示す。
単一光子レベルのコヒーレントパルスによって搬送される量子ビットの保存のために0.919(24)のプロセスフィティリティが得られる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5729386263718377
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Polarization-encoded qubits are particularly useful in quantum information
tasks due to the easy transportation in a single spatial and temporal mode, the
accurate qubit manipulation and the high robustness against decoherence.
Reliable storage of polarization-encoded qubits is essential for the
construction of large-scale quantum networks. Here we demonstrate a faithful
quantum memory for photonic polarization qubits using the noiseless photon echo
protocol implemented in a rare-earth-ion doped crystal (151Eu3+:Y2SiO5). Based
on a detailed spectroscopic investigation on the 151Eu3+ ions at the site 2 of
Y2SiO5 crystals, the qubit memory is implemented using a single piece of
crystal which provides a near-uniform absorption for two orthogonal
polarization states. A process fidelity of 0.919(24) is obtained for the
storage of qubits carried by single-photon-level coherent pulses, which is
beyond the maximal fidelity that can be achieved using the classical
measure-and-prepare strategy. This compact device shall provide a useful
solution for the construction of a long-lived transportable quantum memory and
the memory-based quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 偏光符号化量子ビットは、単一空間および時間モードでの移動が容易であり、正確な量子ビット操作とデコヒーレンスに対する高い堅牢性のため、量子情報処理において特に有用である。
偏波エンコード量子ビットの信頼性の高いストレージは、大規模量子ネットワークの構築に不可欠である。
ここでは、希土類イオンドープ結晶(151Eu3+:Y2SiO5)に実装されたノイズレス光子エコープロトコルを用いて、光偏光量子ビットに対する忠実な量子メモリを示す。
Y2SiO5結晶のサイト2における151Eu3+イオンの詳細な分光学的研究に基づき、この量子ビットメモリは2つの直交偏光状態に対してほぼ一様吸収を与える結晶片を用いて実装されている。
単一光子レベルのコヒーレントパルスによって搬送される量子ビットの保存には0.919(24)のプロセスフィダリティが得られ、これは古典的な測度・前処理戦略を用いて達成できる最大フィダリティを超えている。
この小型デバイスは、長寿命の輸送可能な量子メモリとメモリベースの量子ネットワークを構築するための有用なソリューションを提供する。
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