論文の概要: Simulation of Entanglement Generation between Absorptive Quantum Memories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.08809v1
• Date: Sat, 17 Dec 2022 05:51:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 07:33:26.744320
• Title: Simulation of Entanglement Generation between Absorptive Quantum Memories
• Title（参考訳）: 吸収型量子メモリ間の絡み合い生成のシミュレーション
• Authors: Allen Zang, Alexander Kolar, Joaquin Chung, Martin Suchara, Tian Zhong, Rajkumar Kettimuthu
• Abstract要約: 我々は、QUantum Network Communication (SeQUeNCe) のオープンソースシミュレータを用いて、2つの原子周波数コム(AFC)吸収量子メモリ間の絡み合いの発生をシミュレートする。 本研究は,SeQUeNCe における truncated Fock 空間内の光量子状態の表現を実現する。 本研究では,SPDC音源の平均光子数と,平均光子数とメモリモード数の両方で異なる絡み合い発生率を観測する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 56.24769206561207
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum entanglement is an essential resource for quantum networks. However, the generation of entanglement between physical devices at remote network nodes is a challenging task towards practical implementation of quantum networks. In this work, we use the open-source Simulator of QUantum Network Communication (SeQUeNCe), developed by our team, to simulate entanglement generation between two atomic frequency comb (AFC) absorptive quantum memories to be deployed on the Argonne-Chicago quantum network. We realize the representation of photonic quantum states within truncated Fock spaces in SeQUeNCe and build models for a spontaneous parametric down-conversion (SPDC) source, AFC absorptive quantum memories, and measurement devices with non-number-resolving photon detectors. Based on these developments, we observe varying fidelity with SPDC source mean photon number, and varying entanglement generation rate with both mean photon number and memory mode number. We also simulate tomographic reconstruction of the effective density matrix for the bipartite photonic states retrieved from quantum memories. Our work extends the usability of the SeQUeNCe simulator with new hardware modules and Fock state representation that will improve the simulation of near term quantum network hardware and protocols.
• Abstract（参考訳）: 量子絡み合いは量子ネットワークにとって不可欠な資源である。 しかし,遠隔ネットワークノードにおける物理デバイス間の絡み合いの発生は,量子ネットワークの実現に向けた課題である。 本研究では,我々のチームが開発したQUantum Network Communication (SeQUeNCe) のオープンソースシミュレータを用いて,Argonne-Chicago量子ネットワーク上に展開する2つの原子周波数コム(AFC)吸収量子メモリ間の絡み合い発生をシミュレーションする。 本研究では,SeQUeNCeにおける光量子状態の表現を実現し,自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)源,AFC吸収量子メモリ,および非数分解光子検出器を用いた測定装置の構築を行った。 これらの展開に基づき,SPDC音源の平均光子数と,平均光子数とメモリモード数の両方で異なる絡み合い発生率を観測した。 また,量子メモリから得られたバイパートライトフォトニック状態に対する有効密度行列のトモグラフィ再構成をシミュレートした。 我々の研究は、SeQUeNCeシミュレータのユーザビリティを拡張し、新しいハードウェアモジュールとFock状態表現により、短期的な量子ネットワークハードウェアとプロトコルのシミュレーションを改善する。

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