論文の概要: Multiplexed control of spin quantum memories in a photonic circuit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.11853v2
• Date: Fri, 21 Apr 2023 17:39:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-24 18:08:24.692928
• Title: Multiplexed control of spin quantum memories in a photonic circuit
• Title（参考訳）: フォトニック回路におけるスピン量子メモリの多重制御
• Authors: D. Andrew Golter, Genevieve Clark, Tareq El Dandachi, Stefan Krastanov, Andrew J. Leenheer, Noel H. Wan, Hamza Raniwala, Matthew Zimmermann, Mark Dong, Kevin C. Chen, Linsen Li, Matt Eichenfield, Gerald Gilbert, Dirk Englund
• Abstract要約: 多くの量子情報処理アプリケーションにおける中心的なゴールは、互いに絡み合うことができる量子メモリのネットワークである。 本稿では,複数のダイヤモンド色中心スピンを低温で互換性のある高速プログラマブルPICプラットフォームに統合する量子メモリ集積フォトニクスプラットフォームを提案する。 PICプラットフォームによって実現された局所光制御と選択的スピン操作の組み合わせは、チップ内およびチップ間プラットフォーム上のスケーラブルな量子ネットワークへの道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: A central goal in many quantum information processing applications is a network of quantum memories that can be entangled with each other while being individually controlled and measured with high fidelity. This goal has motivated the development of programmable photonic integrated circuits (PICs) with integrated spin quantum memories using diamond color center spin-photon interfaces. However, this approach introduces a challenge in the microwave control of individual spins within closely packed registers. Here, we present a quantum-memory-integrated photonics platform capable of (i) the integration of multiple diamond color center spins into a cryogenically compatible, high-speed programmable PIC platform; (ii) selective manipulation of individual spin qubits addressed via tunable magnetic field gradients; and (iii) simultaneous control of multiple qubits using numerically optimized microwave pulse shaping. The combination of localized optical control, enabled by the PIC platform, together with selective spin manipulation opens the path to scalable quantum networks on intra-chip and inter-chip platforms.
• Abstract（参考訳）: 多くの量子情報処理アプリケーションにおける中心的なゴールは、高い忠実度で個別に制御され測定されながら互いに絡み合うことができる量子メモリのネットワークである。 この目標は、ダイヤモンド色中心スピン光子インタフェースを用いたスピン量子メモリを集積したプログラマブルフォトニック集積回路(PIC)の開発を動機付けている。 しかし、このアプローチは密集したレジスタ内の個々のスピンのマイクロ波制御に問題をもたらす。 ここでは,量子メモリ統合フォトニクスプラットフォームを提案する。 (i)複数のダイヤモンド色中心のスピンを低温で互換性のある高速プログラマブルPICプラットフォームに統合すること。 (ii)波長可変磁場勾配による個々のスピン量子ビットの選択的操作 (iii) 数値最適化マイクロ波パルス整形による複数の量子ビットの同時制御 PICプラットフォームによって実現された局所光制御と選択的スピン操作の組み合わせは、チップ内およびチップ間プラットフォーム上のスケーラブルな量子ネットワークへの道を開く。

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