論文の概要: Multiplexed Entanglement of Multi-emitter Quantum Network Nodes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.16224v2
- Date: Sun, 17 Aug 2025 23:34:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-19 14:49:09.588336
- Title: Multiplexed Entanglement of Multi-emitter Quantum Network Nodes
- Title（参考訳）: マルチエミッタ量子ネットワークノードの多重絡み合い
- Authors: Andrei Ruskuc, Chun-Ju Wu, Emanuel Green, Sophie L. N. Hermans, Joonhee Choi, Andrei Faraon,
- Abstract要約: リモートノード間の絡み合いを分散する量子ネットワークは、量子コンピューティング、通信、センシングにおける変換技術を解放する。
ここでは、いくつかの希土類イオンとナノフォトニックキャビティを結合した2ノードネットワークを実装した。
これは、171Ybイオンをリアルタイム量子フィードフォワードと組み合わせた周波数検出光子検出によって、識別可能な171Ybイオンを絡み合わせるプロトコルによって達成される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7291072604053306
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum networks that distribute entanglement among remote nodes will unlock transformational technologies in quantum computing, communication, and sensing. However, state-of-the-art networks utilize only a single optically-addressed qubit per node; this constrains both the quantum communication bandwidth and memory resources, greatly impeding scalability. Solid-state platforms provide a valuable resource for multiplexed quantum networking where multiple spectrally-distinguishable qubits can be hosted in nano-scale volumes. Here we harness this resource by implementing a two-node network consisting of several rare-earth ions coupled to nanophotonic cavities. This is accomplished with a protocol that entangles distinguishable 171Yb ions through frequency-erasing photon detection combined with real-time quantum feedforward. This method is robust to slow optical frequency fluctuations occurring on timescales longer than a single entanglement attempt: a universal challenge amongst solid-state emitters. We demonstrate the enhanced functionality of these multi-emitter nodes in two ways. First, we mitigate bottlenecks to the entanglement distribution rate through multiplexed entanglement of two remote ion pairs. Secondly, we prepare multipartite W-states comprising three distinguishable ions as a resource for advanced quantum networking protocols. These results lay the groundwork for scalable quantum networking based on rare-earth ions.
- Abstract（参考訳）: リモートノード間の絡み合いを分散する量子ネットワークは、量子コンピューティング、通信、センシングにおける変換技術を解放する。
しかし、最先端のネットワークは1ノード当たり1つの光学的に調整された量子ビットしか利用せず、量子通信帯域幅とメモリリソースの両方を制約し、スケーラビリティを著しく損なう。
固体プラットフォームは、複数のスペクトル識別可能な量子ビットをナノスケールのボリュームでホストできる多重量子ネットワークのための貴重なリソースを提供する。
ここでは、ナノフォトニックキャビティに結合したいくつかの希土類イオンからなる2ノードネットワークを実装することにより、この資源を利用する。
これは、171Ybイオンをリアルタイム量子フィードフォワードと組み合わせた周波数検出光子検出によって、識別可能な171Ybイオンを絡み合わせるプロトコルによって達成される。
この方法は、単一の絡み合いの試みよりも長い時間スケールで発生する光周波数変動を遅くするために頑健である。
我々はこれらのマルチエミッタノードの機能強化を2つの方法で示す。
まず2つのリモートイオン対の多重絡み合いにより、ボトルネックを絡み合い分布率に緩和する。
第2に、先進量子ネットワークプロトコルのリソースとして、3つの区別可能なイオンからなる多部W状態を作成する。
これらの結果は、希土類イオンに基づくスケーラブルな量子ネットワークの基礎を築いた。
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