論文の概要: Cavity-enhanced quantum network nodes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.15380v1
- Date: Mon, 30 May 2022 18:50:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 06:25:43.891716
- Title: Cavity-enhanced quantum network nodes
- Title（参考訳）: キャビティ強化量子ネットワークノード
- Authors: Andreas Reiserer
- Abstract要約: 将来の量子ネットワークは、量子チャネルで接続された量子プロセッサによって構成される。
光共振器が量子ネットワークノードをどのように促進するかを説明する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A future quantum network will consist of quantum processors that are
connected by quantum channels, just like conventional computers are wired up to
form the Internet. In contrast to classical devices, however, the entanglement
and non-local correlations available in a quantum-controlled system facilitate
novel fundamental tests of quantum theory. In addition, they enable numerous
applications in distributed quantum information processing, quantum
communication, and precision measurement.
While pioneering experiments have demonstrated the entanglement of two
quantum nodes separated by up to 1.3 km, and three nodes in the same
laboratory, accessing the full potential of quantum networks requires scaling
of these prototypes to many more nodes and global distances. This is an
outstanding challenge, posing high demands on qubit control fidelity, qubit
coherence time, and coupling efficiency between stationary and flying qubits.
In this work, I will describe how optical resonators facilitate quantum
network nodes that achieve the above-mentioned prerequisites in different
physical systems -- trapped atoms, defect centers in wide-bandgap
semiconductors, and rare-earth dopants -- by enabling high-fidelity qubit
initialization and readout, efficient generation of qubit-photon and remote
qubit-qubit entanglement, as well as quantum gates between stationary and
flying qubits. These advances open a realistic perspective towards the
implementation of global-scale quantum networks in the near future.
- Abstract（参考訳）: 将来の量子ネットワークは、従来のコンピュータがインターネットを構成するように、量子チャネルによって接続される量子プロセッサで構成される。
しかし、古典的装置とは対照的に、量子制御系で利用可能な絡み合いと非局所相関は、量子論の新たな基礎実験を促進する。
さらに、分散量子情報処理、量子通信、精度測定における多くの応用を可能にする。
先駆的な実験では、2つの量子ノードが最大1.3km、同じ実験室で3つのノードに分かれていることが示されているが、量子ネットワークの完全な可能性にアクセスするには、これらのプロトタイプをより多くのノードとグローバル距離にスケールする必要がある。
これは優れた課題であり、qubit制御の忠実性、qubitコヒーレンス時間、静止したqubitと空飛ぶqubitの結合効率に高い要求を課している。
本稿では、高忠実度量子ビット初期化と読み出し、量子ビット光子とリモート量子ビット量子ビットエンタングルメントの効率的な生成、静止量子ビットと飛行量子ビットの間の量子ゲートの実現により、異なる物理系において、上記前提条件を達成するための光共振器が量子ネットワークノードをどのように促進するかを述べる。
これらの進歩は近い将来、グローバルスケールの量子ネットワークの実現に向けた現実的な視点を開く。
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