論文の概要: Quantum storage of entangled photons at telecom wavelengths in a crystal
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.12898v1
- Date: Sun, 25 Dec 2022 12:51:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 06:31:55.409617
- Title: Quantum storage of entangled photons at telecom wavelengths in a crystal
- Title（参考訳）: 結晶中の通信波長における絡み合った光子の量子保存
- Authors: Ming-Hao Jiang, Wenyi Xue, Qian He, Yu-Yang An, Xiaodong Zheng,
Wen-Jie Xu, Wenjun Wen, Yu-Bo Xie, Yanqing Lu, Shining Zhu and Xiao-Song Ma
- Abstract要約: 我々は、窒化ケイ素をベースとした集積フォトニックチップから発生する2つの通信光子の絡み合った状態の記憶とリコールを実証した。
その結果、固体デバイスに基づく量子ネットワークの実現の道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.045005795621075
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The quantum internet -- in synergy with the internet that we use today --
promises an enabling platform for next-generation information processing,
including exponentially speed-up distributed computation, secure communication,
and high-precision metrology. The key ingredients for realizing such a global
network are the distribution and storage of quantum entanglement. As quantum
networks are likely to be based on existing fibre networks, telecom-wavelength
entangled photons and corresponding quantum memories are of central interest.
Recently, ${\rm ^{167}Er^{3+}}$ ions have been identified as a promising
candidate for an efficient, broadband quantum memory at telecom wavelength.
However, to date, no storage of entangled photons, the crucial step of quantum
memory using these ions, has been reported. Here, we demonstrate the storage
and recall of the entangled state of two telecom photons generated from an
integrated photonic chip based on silicon nitride. Combining the natural narrow
linewidth of the entangled photons and long storage time of ${\rm
^{167}Er^{3+}}$ ions, we achieve storage time of 400 ns, more than one order of
magnitude longer than in previous works. Successful storage of entanglement in
the crystal is certified by a violation of an entanglement witness by more than
12 standard deviations (-0.161 $\pm$ 0.012) at 400 ns storage time. These
results pave the way for realizing quantum networks based on solid-state
devices.
- Abstract（参考訳）: 量子インターネットは、私たちが現在使っているインターネットと相乗効果があり、指数的に高速な分散計算、セキュアな通信、高精度なメトロジーを含む次世代情報処理のプラットフォームを推進している。
このようなグローバルネットワークを実現するための重要な要素は、量子絡み合いの分布と保存である。
量子ネットワークは既存のファイバーネットワークに基づいている可能性が高いため、通信波長の絡み合った光子と対応する量子メモリが中心である。
近年、${\rm ^{167}Er^{3+}}$イオンは、テレコム波長における効率的なブロードバンド量子メモリの候補として期待されている。
しかし、これまでこれらのイオンを用いた量子メモリの重要なステップである絡み合った光子の保存は報告されていない。
本稿では,窒化ケイ素をベースとする集積フォトニックチップから生成した2つの通信光子の絡み合い状態の記憶とリコールを示す。
エンタングル光子の自然な狭い線幅と${\rm ^{167}er^{3+}}$ イオンの長い保存時間を組み合わせることで、従来の作品よりも1桁長くなる400 nsの保存時間を実現する。
結晶内の絡み合いの保存の成功は、400 nsの保存時間において、12以上の標準偏差 (-0.161 $\pm$ 0.012) による絡み合い証人の違反によって証明される。
これらの結果は、固体デバイスに基づく量子ネットワークの実現の道を開く。
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