論文の概要: Modeling the performance and bandwidth of single-atom adiabatic quantum memories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.07855v2
- Date: Sun, 19 May 2024 12:01:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-22 00:50:05.794472
- Title: Modeling the performance and bandwidth of single-atom adiabatic quantum memories
- Title（参考訳）: 単一原子断熱量子メモリの性能と帯域幅のモデル化
- Authors: Takla Nateeboon, Chanaprom Cholsuk, Tobias Vogl, Sujin Suwanna,
- Abstract要約: 量子記憶は、将来の量子インターネットのバックボーンを形成する量子リピータにとって不可欠である。
我々は,原子材料と工学的パラメータが量子メモリの性能と帯域幅に与える影響を理論的に検討した。
したがって、我々の研究は大規模量子ネットワークの実現に向けた重要なステップである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6249768559720122
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum memories are essential for quantum repeaters that will form the backbone of the future quantum internet. Such memory can capture a signal state for a controllable amount of time after which this state can be retrieved. In this work, we theoretically investigated how atomic material and engineering parameters affect the performance and bandwidth of a quantum memory. We have applied a theoretical model for quantum memory operation based on the Lindblad master equation and adiabatic quantum state manipulation. The materials properties and their uncertainty are evaluated to determine the performance of Raman-type quantum memories by showcasing two defects in two-dimensional hexagonal boron nitride (hBN). We have derived a scheme to calculate the signal bandwidth based on the material parameters as well as the maximum efficiency that can be realized. The bandwidth depends on four factors: the signal photon frequency, the dipole transition moments in the electronic structure, cavity volume, and the strength of the external control electric field. As our scheme is general and independent of materials, it can be applied to many other quantum materials with a suitable three-level structure. We therefore provided a promising route for designing and selecting materials for quantum memories. Our work is therefore an important step toward the realization of a large-scale quantum network.
- Abstract（参考訳）: 量子記憶は、将来の量子インターネットのバックボーンを形成する量子リピータにとって不可欠である。
このようなメモリは、この状態が取得された後、制御可能な時間の信号状態を取得することができる。
本研究では,原子材料と工学的パラメータが量子メモリの性能と帯域幅に与える影響を理論的に検討した。
我々は、Lindbladマスター方程式と断熱量子状態操作に基づく量子メモリ演算の理論モデルを適用した。
2次元六方晶窒化ホウ素 (hBN) の2つの欠陥を示すことにより, ラマン型量子メモリの性能を評価するために, 材料特性とその不確かさを評価した。
材料パラメータと最大効率に基づいて信号帯域幅を計算する手法を考案した。
帯域幅は、信号光子周波数、電子構造における双極子遷移モーメント、空洞体積、外部制御電界の強度の4つの要因に依存する。
我々のスキームは一般的な材料とは独立であるので、適切な3レベル構造を持つ他の多くの量子材料にも適用することができる。
そこで我々は、量子メモリのための材料の設計と選択に有望な経路を提供した。
したがって、我々の研究は大規模量子ネットワークの実現に向けた重要なステップである。
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