論文の概要: Efficient generation of entangled multi-photon graph states from a
single atom
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.12736v1
- Date: Wed, 25 May 2022 12:42:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 19:33:06.864574
- Title: Efficient generation of entangled multi-photon graph states from a
single atom
- Title(参考訳): 単一原子からの絡み合った多光子グラフ状態の効率的な生成
- Authors: Philip Thomas, Leonardo Ruscio, Olivier Morin, Gerhard Rempe
- Abstract要約: 絡み合いは強力な概念であり、科学的・技術的進歩の可能性を秘めている。
キャビティ内に単一のメモリ原子を持つ決定論的プロトコルを用いて絡み合いを生成する。
我々は、これらの大きな状態を毎分1回測定し、以前のどの実験よりも桁違いに早く測定する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.823356975862006
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Entanglement is a powerful concept with an enormous potential for scientific
and technological advances. A central focus in modern research is to extend the
generation and control of entangled states from few to many qubits, and protect
them against decoherence. Optical photons play a prominent role as these qubit
carriers are naturally robust and easy to manipulate. However, the most
successful technique to date for creating photonic entanglement is inherently
probabilistic and therefore subject to severe scalability limitations. Here we
avoid these by implementing a deterministic protocol with a single memory atom
in a cavity. We interleave controlled single-photon emissions with tailored
atomic qubit rotations to efficiently grow Greenberger-Horne-Zeilinger states
of up to 14 photons and linear cluster states of up to 12 photons with a
fidelity lower bounded by 76(6)% and 56(4)%, respectively. Thanks to a
source-to-detection efficiency of 43.18(7)% per photon we measure these large
states about once every minute, orders of magnitude faster than in any previous
experiment. In the future, this rate could be increased even further, the
scheme could be extended to two atoms in a cavity, or several sources could be
quantum mechanically coupled, to generate higher-dimensional cluster states.
Our work therefore removes a long-standing obstacle towards scalable
measurement-based quantum computation and communication.
- Abstract(参考訳): 絡み合いは強力な概念であり、科学と技術の進歩に大きな可能性を秘めている。
現代の研究の中心は、絡み合った状態の生成と制御を少数のキュービットから多くのキュービットに拡張し、それらをデコヒーレンスから保護することである。
これらのクビットキャリアは自然に頑丈で操作が容易であるため、光子は顕著な役割を果たす。
しかし、フォトニックエンタングルメントを作成するための最も成功した技術は本質的に確率的であり、従ってスケーラビリティの厳しい制限を受ける。
ここでは、キャビティ内の単一のメモリ原子を持つ決定論的プロトコルを実装することにより、これらを避ける。
我々は、制御された単光子放出を原子量子ビット回転でインターリーブし、最大14光子のグリーンバーガー・ホーン・サイレンジャー状態と最大12光子の線形クラスター状態とをそれぞれ76(6)%、56(4)%と効率的に成長させる。
光子1個あたり43.18(7)%のソース対検出効率のおかげで、これらの大きな状態は1分間に1度、以前の実験よりも桁違いに速い。
将来的には、この速度はさらに増加し、このスキームは空洞内の2つの原子に拡張したり、量子力学的に結合して高次元のクラスター状態を生成することができる。
それゆえ我々の研究は、スケーラブルな測定ベースの量子計算と通信への長年の障害を取り除く。
関連論文リスト
- Realisation of a Coherent and Efficient One-Dimensional Atom [0.15729203067736897]
コヒーレントで効率的に結合された1次元原子は大きな非線形性を提供し、フォトニック量子ゲートを可能にする。
オープンマイクロキャビティ内の半導体量子ドットを1次元原子の実装として使用する。
この結果は、エキゾチックなフォトニック状態と2光子相ゲートの創出への道を開くものである。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-02-19T21:48:12Z) - QUICK$^3$ -- Design of a satellite-based quantum light source for
quantum communication and extended physical theory tests in space [73.86330563258117]
単一光子ソースは、衛星ベースの量子キー分散シナリオにおけるセキュアなデータレートを向上させることができる。
ペイロードは3U CubeSatに統合され、2024年に低軌道への打ち上げが予定されている。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-01-26T15:34:11Z) - On-chip quantum information processing with distinguishable photons [55.41644538483948]
多光子干渉は光量子技術の中心にある。
そこで本研究では,共振器型集積光子源に必要なスケールで変形した光子を干渉させるのに十分な時間分解能で検出を実装できることを実験的に実証した。
ボソンサンプリング実験において,非イデアル光子の時間分解検出がエンタングル操作の忠実度を向上し,計算複雑性の低減を図ることができることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-10-14T18:16:49Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-20T18:04:26Z) - High-rate entanglement between a semiconductor spin and
indistinguishable photons [0.0]
フォトニックグラフ状態は、光学量子技術の鍵となる資源である。
スピン光子絡み合いは線形クラスター状態を生成するために決定論的に提案されている。
光学キャビティに挿入された半導体量子ドットを用いて光子を効率よく収集する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-20T13:22:07Z) - Deterministic Time-Bin Entanglement between a Single Photon and an
Atomic Ensemble [14.48328955835803]
本稿では,Rydbergブロックを利用した原子アンサンブルと単一光子との絡み合いの決定論的生成について報告する。
我々は、単一の光子の時間モードと、集合励起をホストするライドベルクレベルとの間の絡み合いを生み出すスキームを設計する。
ハイブリッドエンタングルメントは、原子励起を第2光子として回収し、相関測定を行い、87.8%のエンタングルメント忠実度を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-08-05T08:12:08Z) - Single-shot measurement of a Rydberg superatom via collective photon
burst [5.150284257238128]
単一ショットにおける光子バーストによる超原子量子ビットの決定論的測定を実現する。
我々は4.8で93.2%の単発測定精度を達成した。
我々の研究は、Rydberg超原子を量子情報応用に活用する実験ツールボックスを補完する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-21T04:58:21Z) - Multidimensional cluster states using a single spin-photon interface
coupled strongly to an intrinsic nuclear register [48.7576911714538]
フォトニッククラスター状態は、測定ベースの量子コンピューティングと損失耐性量子通信のための強力なリソースである。
核レジスタに強く結合した1つの効率的なスピン光子インタフェースを用いた多次元格子クラスター状態の生成を提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-04-26T14:41:01Z) - Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one
hole of a photonic crystal cavity [47.187609203210705]
一次元で自由なSi$_3$N$_4$ベースのフォトニック結晶キャビティ内にSiV$-$含ナノダイアモンドを含むハイブリッド量子フォトニクスを示す。
結果として生じる光子フラックスは、自由空間に比べて14倍以上増加する。
結果は、ナノダイアモンドのSiV$-$-中心を持つハイブリッド量子フォトニクスに基づいて量子ネットワークノードを実現するための重要なステップである。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-12-21T17:22:25Z) - On-demand indistinguishable single photons from an efficient and pure
source based on a Rydberg ensemble [48.879585399382435]
原子システムに結合した単一光子は、量子技術を開発するための有望なプラットフォームであることが示されている。
しかし、原子プラットフォームと互換性のある明るいオンデマンドで、非常に純粋で、非常に区別がつかない単一光子ソースは不足している。
本研究では,強い相互作用を持つRydbergシステムに基づくそのような情報源を実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-03-04T17:16:56Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。