論文の概要: Integrated photonic structures for photon-mediated entanglement of trapped ions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.06850v2
- Date: Tue, 08 Oct 2024 10:53:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-10 14:26:22.035712
- Title: Integrated photonic structures for photon-mediated entanglement of trapped ions
- Title(参考訳): 光子を介するイオンの絡み合いに対する集積フォトニック構造
- Authors: F. W. Knollmann, E. Clements, P. T. Callahan, M. Gehl, J. D. Hunker, T. Mahony, R. McConnell, R. Swint, C. Sorace-Agaskar, I. L. Chuang, J. Chiaverini, D. Stick,
- Abstract要約: イオンを放出した光子を収集するイオントラップでモノリシックに作製した構造を解析した。
集積フォトニクスは、光子を介する絡み合いを通じて量子情報を分散できる、トラップイオンのスケーラブルなシステムをサポートすることができると結論付けている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License:
- Abstract: Trapped atomic ions are natural candidates for quantum information processing and have the potential to realize or improve quantum computing, sensing, and networking. These applications often require the collection of individual photons emitted from ions into guided optical modes, in some cases for the production of entanglement between separated ions. Proof-of-principle demonstrations of such photon collection from trapped ions have been performed using high-numerical-aperture lenses or cavities and single-mode fibers, but integrated photonic elements in ion-trap structures offer advantages in scalability and manufacturabilty over traditional optics. In this paper we analyze structures monolithically fabricated with an ion trap for collecting ion-emitted photons, coupling them into waveguides, and manipulating them via interference. We calculate geometric limitations on collection efficiency for this scheme, simulate a single-layer grating that shows performance comparable to demonstrated free-space optics, and discuss practical fabrication and fidelity considerations. Based on this analysis, we conclude that integrated photonics can support scalable systems of trapped-ions that can distribute quantum information via photon-mediated entanglement.
- Abstract(参考訳): トラップされた原子イオンは、量子情報処理の自然な候補であり、量子コンピューティング、センシング、ネットワークの実現や改善の可能性を秘めている。
これらの用途では、イオンから放出される個々の光子をガイドされた光学モードに集める必要があり、場合によっては分離したイオン間の絡み合いが生じる。
イオントラップ構造に集積されたフォトニック素子は、従来の光学よりもスケーラビリティとマニファクチュラビリティに優れている。
本稿では、イオンを放出した光子を集め、それらを導波路に結合させ、干渉により操作するイオントラップでモノリシックに作製した構造を解析する。
このスキームの収集効率の幾何的制限を計算し、実演自由空間光学に匹敵する性能を示す単層格子をシミュレートし、実用的な製作と忠実さの考察を行う。
この分析から,集積フォトニクスは,光子を介する絡み合いを通じて量子情報を分散できる,閉じ込められたイオンのスケーラブルなシステムをサポートすることができると結論付けた。
関連論文リスト
- Single-photon generation from a neodymium ion in optical fiber at room
temperature [0.0]
室温でテープ状シリカ繊維中の孤立型ネオジムイオンを用いた単一光子生成実験を行った。
この結果は、低コストで波長選択可能な単一光子源とフォトニック量子応用のためのプラットフォームとして重要な意味を持つ。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-02-23T02:42:56Z) - Quantum Emitters in Aluminum Nitride Induced by Zirconium Ion
Implantation [70.64959705888512]
本研究は, 窒化アルミニウム(AlN)をオンチップフォトニクスに高度に適合する特性を有する材料として検討した。
ジルコニウム (Zr) およびクリプトン (Kr) 重イオン注入によるAlN中の単一光子発光体の生成と光物性の総合的研究を行った。
532nmの励起波長では、イオン注入によって誘起される単一光子エミッタは、ZrおよびKrイオンのAlN格子の空孔型欠陥と主に関連していることがわかった。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-01-26T03:50:33Z) - All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [69.65384453064829]
単光子強度ビームを用いた全光変調の実証を行った。
本稿では,テラヘルツ高速光スイッチングの可能性を明らかにする。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-12-18T20:14:15Z) - Quantum vortices of strongly interacting photons [52.131490211964014]
渦は非線形物理学における非自明なダイナミクスの目印である。
量子非線形光学媒体における強い光子-光子相互作用による量子渦の実現について報告する。
3つの光子に対して、渦線と中心渦輪の形成は真の3光子相互作用を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-02-12T18:11:04Z) - Entangled Photons and Phonons via Inter-Modal Brillouin Scattering [0.0]
ナノスケールワイヤにおける光子-フォノンの絡み合った状態の形成の可能性を探る。
絡み合った状態の出現は、例えばシリコン製のナノワイヤの使用を量子情報処理に拡張することができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-16T07:40:59Z) - Entangled photons from composite cascade emitters [0.0]
絡み合った光子は量子技術にとって不可欠である。
任意の絡み合った光子状態を生成する 決定論的に 効率的に 高い忠実度で
論文 参考訳(メタデータ) (2021-10-23T00:30:34Z) - Waveguide quantum electrodynamics: collective radiance and photon-photon
correlations [151.77380156599398]
量子電磁力学は、導波路で伝播する光子と局在量子エミッタとの相互作用を扱う。
我々は、誘導光子と順序配列に焦点をあて、超放射および準放射状態、束縛光子状態、および有望な量子情報アプリケーションとの量子相関をもたらす。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-11T17:49:52Z) - Inverse-designed photon extractors for optically addressable defect
qubits [48.7576911714538]
フォトニックデバイスの逆設計最適化は、スピン光子インタフェースの臨界パラメータを調整する際に、前例のない柔軟性を実現する。
逆設計のデバイスは、単一の光子エミッタのスケーラブルな配列の実現、新しい量子エミッタの迅速なキャラクタリゼーション、センシングと効率的な隠蔽機構を実現する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-24T04:30:14Z) - Quantum interface between light and a one-dimensional atomic system [58.720142291102135]
信号光子パルスと異なる原子数からなる1次元鎖との間の量子界面の最適条件について検討する。
相互作用の効率は主に、導波管のエバネッセンス場と閉じ込められた原子との重なり合いとカップリングによって制限される。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-04-11T11:43:54Z) - Electro-optical ion trap for experiments with atom-ion quantum hybrid
systems [0.0]
原子-イオンハイブリッドシステムは、実験的なAMOツールボックス(原子-イオン相互作用)に新しいツールが存在するのが特徴である。
最先端の原子イオン実験における主な制限の1つは、ポールトラップ内のイオンのダイナミクスのマイクロモーション成分によって表される。
本稿では、特に超低温原子実験と統合するために考案された新しいイオントラップ装置の設計とシミュレーションについて報告する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-01-31T17:31:50Z) - Control of single quantum emitters in bio-inspired aperiodic
nano-photonic devices [0.0]
チップ上での光-物質相互作用の促進は、ナノ・量子光学効果の研究において最重要となる。
窒化ケイ素およびヒ素ガリウムで作製したバイオインスパイアされた非周期デバイスを用いて,光物質相互作用の増強とチップへのパーセル効果の実証を行った。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-01-18T20:40:07Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。