論文の概要: Bright, low-noise source of single photons at 780 nm with improved phase-matching in rubidium vapor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.06049v2
• Date: Mon, 3 Jul 2023 08:46:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-04 14:49:22.064762
• Title: Bright, low-noise source of single photons at 780 nm with improved phase-matching in rubidium vapor
• Title（参考訳）: ルビジウム蒸気の位相整合性向上による780nm単一光子の明るい低ノイズ源
• Authors: Omri Davidson, Ohad Yogev, Eilon Poem, Ofer Firstenberg
• Abstract要約: ルビジウム蒸気中の4波長混合に基づく波長可変GHz帯光子を用いた光子を高輝度多重化する実験を行った。 新しい実装では、位相整合性の良い周波数変調方式、単一モード繊維を用いた空間配向法、異なるルビジウム同位体、より高い蒸気セル透過を用いる。 我々の情報源は、20%以上の効率で検出された単一光子、88%のHong-Ou-Mandel干渉可視性、毎秒100キロ秒以上の発生率、100以上の信号-雑音比を発生させ、量子情報に適している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Future optical quantum networks could benefit from single photons that couple well to atoms, for realizing, e.g., quantum memories and deterministic photonic gates. However, the efficient generation of such photons remains a difficult challenge. Recently, we demonstrated a bright multiplexed source of indistinguishable single photons with tunable GHz-bandwidth based on four-wave-mixing in rubidium vapor [Davidson et al. 2021 New J. Phys. 23 073050]. Here we report on an improved implementation of this photon source. The new implementation employs a frequency-detuning regime that is better phase matched, a spatial-alignment procedure using single-mode fibers, a different rubidium isotope, and higher vapor-cell transmission. Characterization of the source is performed using superconducting-nanowire detectors with higher detection efficiency and lower jitter. Our source produces single photons with detected heralding efficiency of over 20%, Hong-Ou-Mandel interference visibility of 88%, generation rate of over 100 kilo-counts per second, and signal-to-noise ratio greater than 100, making it suitable for quantum information processing with photons.
• Abstract（参考訳）: 将来の光量子ネットワークは、例えば量子記憶や決定論的フォトニックゲートなど、原子によく結合した単一光子から恩恵を受ける可能性がある。 しかし、そのような光子の効率的な生成は難しい課題である。 近年,ルビジウム蒸気中の4波長混合による波長可変GHz帯光子(Davidson et al. 2021 New J. Phys. 23 073050)による光子の多重化を実証した。 本稿では,この光子源の実装改善について報告する。 新たな実装では、より良い位相整合の周波数調整レジーム、シングルモードファイバーを用いた空間調整手順、異なるルビジウム同位体、より高い蒸気細胞透過を用いる。 ソースのキャラクタリゼーションは、高い検出効率と低いジッタを持つ超伝導ナノワイヤ検出器を用いて行われる。 光源は,20%以上と検出された単一光子,88%のHong-Ou-Mandel干渉可視性,毎秒100キロ秒以上の発生率,100以上の信号-雑音比を有し,光子を用いた量子情報処理に適している。

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