論文の概要: Quantum storage of entangled photons at telecom wavelengths in a crystal
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.12898v2
- Date: Sun, 27 Aug 2023 03:59:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-30 01:05:49.568016
- 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, Yu-Bo Xie, Yanqing Lu, Shining Zhu and Xiao-Song Ma
- Abstract要約: 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する。
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）: 11.523962992775655
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- 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
ground-based quantum networks are likely to be based on existing fiber
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 promising ions, $\rm^{167}Er^{3+}$,
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 a silicon nitride micro-ring resonator. Combining the natural narrow
linewidth of the entangled photons and long storage time of $\rm^{167}Er^{3+}$
ions, we achieve storage time of 1.936 $\mu$s, more than 387 times longer than
in previous works. Successful storage of entanglement in the crystal is
certified by a violation of an entanglement witness with more than 23 standard
deviations (-0.234 $\pm$ 0.010) at 1.936 $\mu$s 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。
地上ベースの量子ネットワークは、既存のファイバ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。
最近、$\rm^{167}er^{3+}$ ionsが通信波長での効率的なブロードバンド量子メモリの候補として認識されている。
しかし、これまでは絡み合った光子の保存がなく、これらの有望なイオンを用いた量子メモリの重要なステップである$\rm^{167}er^{3+}$が報告されている。
ここでは、窒化ケイ素マイクロリング共振器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する。
絡み合った光子の自然な細い線幅と、$\rm^{167}Er^{3+}$イオンの長い保存時間を組み合わせることで、以前の研究の387倍以上の1.936$\mu$sの保存時間が得られる。
結晶内の絡み合いの保存の成功は、23以上の標準偏差 (-0.234$\pm$ 0.010) を持つ絡み合い証人の1.936$\mu$sストレージタイム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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