論文の概要: Single-Photon Storage in a Ground-State Vapor Cell Quantum Memory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.12389v1
- Date: Tue, 26 Apr 2022 15:46:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-15 11:54:54.427833
- Title: Single-Photon Storage in a Ground-State Vapor Cell Quantum Memory
- Title（参考訳）: 基底状態蒸気電池量子メモリにおける単一光子貯蔵
- Authors: Gianni Buser and Roberto Mottola and Bj\"orn Cotting and Janik Wolters
and Philipp Treutlein
- Abstract要約: インターフェイス化された単一光子源と光子の量子記憶は、量子技術の基本的な構成要素を形成する。
本研究では,空洞拡張型自然パラメトリックダウンコンバージョンに基づく単一光子源の構築に成功した。
地上の蒸気セルメモリにおいて,初めて単一光子の記憶と検索を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Interfaced single-photon sources and quantum memories for photons together
form a foundational component of quantum technology. Achieving compatibility
between heterogeneous, state-of-the-art devices is a long-standing challenge.
We built and successfully interfaced a heralded single-photon source based on
cavity-enhanced spontaneous parametric down-conversion in ppKTP and a matched
memory based on electromagnetically induced transparency in warm $^{87}$Rb
vapor. The bandwidth of the photons emitted by the source is 370 MHz, placing
its speed in the technologically relevant regime while remaining well within
the acceptance bandwidth of the memory. Simultaneously, the experimental
complexity is kept low, with all components operating at or above room
temperature. Read-out noise of the memory is considerably reduced by exploiting
polarization selection rules in the hyperfine structure of spin-polarized
atoms. For the first time, we demonstrate single-photon storage and retrieval
in a ground-state vapor cell memory, with $g_{c,\text{ret}}^{(2)}=0.177(23)$
demonstrating the single-photon character of the retrieved light. Our platform
of single-photon source and atomic memory is attractive for future experiments
on room-temperature quantum networks operating at high bandwidth.
- Abstract（参考訳）: インターフェイス化された単一光子源と光子の量子記憶は、量子技術の基本的な構成要素を形成する。
異種で最先端のデバイス間の互換性を実現することは、長年の課題である。
我々は, pKTPにおける空洞拡張型自然パラメトリックダウンコンバージョンと, 温度$^{87}$Rb蒸気の電磁誘導透過性に基づく整合メモリに基づいて, 単光子源を設計し, 接続に成功した。
ソースから出力される光子の帯域幅は370MHzであり、その速度は技術的に関係のある状態に置かれ、メモリの受信帯域内では良好に維持される。
同時に、実験的な複雑さは低く保たれ、すべてのコンポーネントは室温以上で動作する。
スピン偏極原子の超微細構造における偏極選択規則を活用し、メモリの読み出しノイズを大幅に低減する。
本稿では, 基底状態の蒸気セルメモリにおいて, 単一光子の記憶と検索を初めて実証し, g_{c,\text{ret}}^{(2)}=0.177(23)$で検索した光の単一光子の特性を実証した。
単一光子源とアトミックメモリのプラットフォームは、高帯域で動作する室温量子ネットワークにおける将来の実験に魅力的である。
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