論文の概要: Analytical solutions for optimal photon absorption into inhomogeneous spin memories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.04717v1
• Date: Tue, 9 Jan 2024 18:42:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-10 14:59:20.012603
• Title: Analytical solutions for optimal photon absorption into inhomogeneous spin memories
• Title（参考訳）: 不均一スピンメモリへの最適光子吸収の解析解
• Authors: J\'ozsef Zsolt Bern\'ad, Michael Schilling, Yutian Wen, Matthias M. M\"uller, Tommaso Calarco, Patrice Bertet, Felix Motzoi
• Abstract要約: 本研究では, 単一モード共振器に結合したスピンアンサンブルの量子電気力学モデルを用いて, 最適光子吸収について検討した。 異なるパラメータに対する最適協調性を求め,99%以上の確率で吸収された場合を同定した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7388859384645263
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate for optimal photon absorption a quantum electrodynamical model of an inhomogeneously-broadened spin ensemble coupled to a single-mode cavity. We consider a one-photon input pulse and obtain a simple one-parameter form for its optimal shape for absorption in the spin ensemble. Solutions to this problem are developed without using perturbation theory concerning the spin ensemble. Furthermore, we exploit the possibility of modulating the frequency and coupling rate of the resonator. We show some optimal scenarios and demonstrate the usefulness of our approach for the design of efficient quantum memories. In particular, we find the optimal cooperativity for different parameters and identify cases where absorption with a success probability larger than $99\%$ is achieved.
• Abstract（参考訳）: 単一モード共振器に結合したスピンアンサンブルの量子力学的モデルとして最適光子吸収について検討した。 我々は1光子入力パルスを考慮し、スピンアンサンブルの吸収に最適な形状の単純な1パラメータ形状を得る。 この問題の解はスピンアンサンブルに関する摂動理論を使わずに開発される。 さらに、共振器の周波数と結合率を変調する可能性も生かしている。 最適シナリオをいくつか示し、効率的な量子メモリ設計のためのアプローチの有用性を実証する。 特に,異なるパラメータに対する最適協調性を見いだし,99\%$以上の成功確率を持つ吸収が達成された場合を同定する。

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