論文の概要: Robust multi-qubit quantum network node with integrated error detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.13128v1
• Date: Tue, 26 Jul 2022 18:14:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-03 16:54:00.701311
• Title: Robust multi-qubit quantum network node with integrated error detection
• Title（参考訳）: 統合誤り検出を用いたロバストマルチ量子ネットワークノード
• Authors: Pieter-Jan Stas, Yan Qi Huan, Bartholomeus Machielse, Erik N. Knall, Aziza Suleymanzade, Benjamin Pingault, Madison Sutula, Sophie W. Ding, Can M. Knaut, Daniel R. Assumpcao, Yan-Cheng Wei, Mihir K. Bhaskar, Ralf Riedinger, Denis D. Sukachev, Hongkun Park, Marko Lon\v{c}ar, David S. Levonian, Mikhail D. Lukin
• Abstract要約: 長距離量子通信とネットワークは、効率的な光学インタフェースと長いメモリ時間を持つ量子メモリノードを必要とする。 ダイヤモンドナノフォトニックキャビティにおけるシリコン空洞中心(SiV)に基づく統合2量子ネットワークノードの実現について報告する。 我々の量子ビットレジスタは、通信量子ビットとして働くSiV電子スピンと、量子メモリ時間2秒を超えるメモリ量子ビットとして働く強く結合された29Si原子核スピンからなる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Long-distance quantum communication and networking require quantum memory nodes with efficient optical interfaces and long memory times. We report the realization of an integrated two-qubit network node based on silicon-vacancy centers (SiVs) in diamond nanophotonic cavities. Our qubit register consists of the SiV electron spin acting as a communication qubit and the strongly coupled 29Si nuclear spin acting as a memory qubit with a quantum memory time exceeding two seconds. By using a highly strained SiV with suppressed electron spin-phonon interactions, we realize electron-photon entangling gates at elevated temperatures up to 1.5 K and nucleus-photon entangling gates up to 4.3 K. Finally, we demonstrate efficient error detection in nuclear spin-photon gates by using the electron spin as a flag qubit, making this platform a promising candidate for scalable quantum repeaters.
• Abstract（参考訳）: 長距離量子通信とネットワークは、効率的な光学インタフェースと長いメモリ時間を持つ量子メモリノードを必要とする。 ダイヤモンドナノフォトニックキャビティにおけるシリコン空洞中心(SiV)に基づく統合2量子ネットワークノードの実現について報告する。 量子ビットレジスタは、通信キュービットとして作用するsiv電子スピンと、量子メモリ時間2秒を超えるメモリキュービットとして作用する強結合29si核スピンからなる。 電子スピン-フォノン相互作用が抑制された高度に歪んだsivを用いて、1.5kまでの高温での電子-光子絡みゲートと4.3kまでの核-光子絡みゲートを実現する。

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