論文の概要: Enhancing Quantum Memories with Light-Matter Interference

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.17365v1
• Date: Tue, 26 Nov 2024 12:13:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-03 21:01:15.909841
• Title: Enhancing Quantum Memories with Light-Matter Interference
• Title（参考訳）: 光干渉による量子メモリの強化
• Authors: Paul M. Burdekin, Ilse Maillette de Buy Wenniger, Stephen Sagona-Stophel, Jerzy Szuniewicz, Aonan Zhang, Sarah E. Thomas, Ian A. Walmsley,
• Abstract要約: 本稿では, 量子メモリプロトコルの拡張に新たなアプローチを導入, 実証する。 本手法は,セシウム蒸気中のラマン量子メモリを用いて実装し,全効率の3倍以上の改善を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5882548000462373
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We introduce and demonstrate a new approach for enhancing quantum memory protocols, leveraging constructive light-matter interference within the memory. We implement this method with a Raman quantum memory in warm Cesium vapor, and demonstrate a more than three-fold improvement in total efficiency from $(10.4\pm0.5)\%$ to $(34.3\pm8.4)\%$ with the same peak control pulse intensity, whilst retaining the GHz-bandwidth of the memory and observing no increase in the measured noise. Numerical simulations further explore the performance of this method across different regimes, including low atomic density systems and scenarios with limited laser intensity. For systems limited by atomic density, such as cold atomic systems, we predict our method can boost the efficiency from $65\%$ to beyond $96\%$, while the same method applied to warm atomic vapors could potentially exceed $95\%$ efficiency with an order-of-magnitude reduction in intensity requirements. We also explore the effect on modal capacity and find that our protocol preserves the single-mode nature of the memory at significantly higher efficiencies. This protocol is broadly applicable to various quantum memory architectures, paving the way toward scalable, efficient, low-noise, and high-bandwidth quantum memories.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, 量子メモリプロトコルの拡張に新たなアプローチを導入, 実証する。 温度セシウム蒸気中のラマン量子メモリを用いて本手法を実装し,10.4\pm0.5 % から$(34.3\pm8.4)\% まで3倍以上の効率向上を示す。 数値シミュレーションにより、原子密度の低いシステムや限られたレーザー強度のシナリオなど、様々な状況でこの手法の性能が調べられる。 低温原子系のような原子密度に制限されたシステムでは、我々の方法では6,5\%から9,6\%以上まで効率を向上できると予測する一方、温かい原子蒸気に適用された同様の方法は強度要求のオーダー・オブ・マグニチュード・リダクションにより9,5\%以上の効率を達成できる可能性がある。 また、モーダルキャパシティへの影響についても検討し、このプロトコルがメモリの単一モード特性を極めて高い効率で保存することを示した。 このプロトコルは様々な量子メモリアーキテクチャに適用可能であり、拡張性、効率性、低ノイズ、高帯域幅の量子メモリへの道を開く。

関連論文リスト

• Quantum cryptography integrating an optical quantum memory [0.0]
  スケーラブル量子ネットワークの開発は、光量子メモリに大きく依存している。 本稿では,中間量子メモリ層を組み込んだ暗号プロトコルの最初のデモンストレーションを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-31T18:00:04Z)
• Scalable Linear-Cavity Enhanced Quantum Memory [0.4543820534430523]
  ルビジウム蒸気中の外部共振カスケード吸収(ORCA)に基づく量子メモリは、このストレージをブロードバンド、ノイズフリー、高効率にすることができる。 我々は、フットプリントが小さく、消費電力も少ない空洞型GHz帯域ORCAメモリを実装した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-18T12:45:56Z)
• A Superconducting Qubit-Resonator Quantum Processor with Effective All-to-All Connectivity [44.72199649564072]
  このアーキテクチャは、高い接続性から恩恵を受けるアルゴリズムのテストベッドとして使用できる。 中心共振器は計算要素として利用できることを示す。 GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)状態は6つの量子ビットすべてに対して真に複数の量子ビットが絡み合った状態であり、読み出しエラーを緩和するフィリティは0.86$である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-13T21:36:18Z)
• Machine-Learning-Enhanced Quantum Optical Storage in Solids [0.0]
  ソリッドステート量子メモリはブロードバンドストレージを提供するが、主にストレージ効率の低下に悩まされる。 我々は、量子メモリ効率の6倍近く向上を示すために、受動的最適化と機械学習技術を用いている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-05T16:14:54Z)
• Near-Term Distributed Quantum Computation using Mean-Field Corrections and Auxiliary Qubits [77.04894470683776]
  本稿では,限られた情報伝達と保守的絡み合い生成を含む短期分散量子コンピューティングを提案する。 我々はこれらの概念に基づいて、変分量子アルゴリズムの断片化事前学習のための近似回路切断手法を作成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-11T18:00:00Z)
• High-efficiency, high-speed, and low-noise photonic quantum memory [0.0]
  本稿では,フォトニック量子メモリの高効率,高速,低雑音同時動作の実証を行う。 再生パルスあたりのノイズ光子を$mathcalO(10-5)$$ $mathcalO(10-5)で、95%以上のストレージ効率と26%のバンド幅光子の総効率を実現した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-02T15:34:35Z)
• Enhancing Dispersive Readout of Superconducting Qubits Through Dynamic Control of the Dispersive Shift: Experiment and Theory [47.00474212574662]
  超伝導量子ビットは、大帯域読み出し共振器に結合される。 我々は、100 ns 統合時間で 0.25,% の、最先端の2状態読み取りエラーを示す。 提案した結果により,新たなアルゴリズムやプロトコルの性能がさらに向上することが期待されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-15T10:30:10Z)
• Quantum Gate Optimization for Rydberg Architectures in the Weak-Coupling Limit [55.05109484230879]
  我々は,Rydberg tweezerシステムにおける2ビットゲートの機械学習支援設計を実演する。 我々は,高忠実度CNOTゲートを実装した最適パルス列を生成する。 単一量子ビット演算の局所的な制御は、原子列上で量子計算を行うのに十分であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-14T18:24:51Z)
• High-fidelity parallel entangling gates on a neutral atom quantum computer [41.74498230885008]
  最大60個の原子に99.5%の忠実度を持つ2量子エンタングリングゲートの実現を報告した。 これらの進歩は、量子アルゴリズム、誤り訂正回路、デジタルシミュレーションの大規模実装の基礎となった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-11T18:00:04Z)
• Optimal quantum control via genetic algorithms for quantum state engineering in driven-resonator mediated networks [68.8204255655161]
  進化的アルゴリズムに基づく量子状態工学には、機械学習によるアプローチを採用しています。 我々は、単一のモード駆動マイクロ波共振器を介して相互作用する、量子ビットのネットワーク(直接結合のない人工原子の状態に符号化された)を考える。 アルゴリズムは理想的なノイズフリー設定で訓練されているにもかかわらず、高い量子忠実度とノイズに対するレジリエンスを観測する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-29T14:34:00Z)
• High-performance cavity-enhanced quantum memory with warm atomic cell [1.0539847330971805]
  高温原子細胞を用いた高性能キャビティ強化電磁誘導透過メモリを報告した。 ガウス分布内の異なる位相と振幅を持つ一連の入力コヒーレント状態の平均忠実度が、古典的なベンチマーク忠実度を超えたことが実験的に証明されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-17T01:59:26Z)
• Field-deployable Quantum Memory for Quantum Networking [62.72060057360206]
  実世界の展開とスケーリングの課題に対応するために設計された量子メモリを提示する。 メモリ技術は、温かいルビジウム蒸気を記憶媒体として利用し、室温で動作する。 我々は,高忠実度検索(95%)と低演算誤差(10-2)$を,単一光子レベルの量子メモリ操作に対して160$mu s$の記憶時間で示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-26T00:33:13Z)
• Optimization and readout-noise analysis of a warm vapor EIT memory on the Cs D1 line [0.0]
  量子メモリは、グローバルな量子リピータネットワークを可能にすることを約束する。 フィールド用途では、アルカリ金属蒸気は例外的な貯蔵プラットフォームを構成する。 我々は、セシウムD1線上の電磁誘導透過性に基づく、技術的に単純で、原理的に衛星に適した量子メモリを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-11T18:23:44Z)
• Variational Quantum Optimization with Multi-Basis Encodings [62.72309460291971]
  マルチバスグラフ複雑性と非線形活性化関数の2つの革新の恩恵を受ける新しい変分量子アルゴリズムを導入する。 その結果,最適化性能が向上し,有効景観が2つ向上し,測定の進歩が減少した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-24T20:16:02Z)
• Storing short single-photon-level optical pulses in Bose-Einstein condensates for high-performance quantum memory [0.0]
  本稿では,Bose-Einstein Condensate (BEC)プラットフォーム上に,Autler-Townes-splitting (ATS)量子メモリプロトコルを実装した。 20 nsの長パルスでは、30パーセントの効率と15$mu$sの寿命で超低ノイズメモリを実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-29T17:25:43Z)
• Preparation of excited states for nuclear dynamics on a quantum computer [117.44028458220427]
  量子コンピュータ上で励起状態を作成するための2つの異なる方法を研究する。 シミュレーションおよび実量子デバイス上でこれらの手法をベンチマークする。 これらの結果から,フォールトトレラントデバイスに優れたスケーリングを実現するために設計された量子技術が,接続性やゲート忠実性に制限されたデバイスに実用的なメリットをもたらす可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-28T17:21:25Z)
• Optimization of Broadband $\Lambda$-type Quantum Memory Using Gaussian Pulses [0.7734726150561088]
  重なり合う信号と制御フィールドには、メモリ効率を最適化する独自のブロードバンドパルス持続時間が存在することを示す。 さらに、制御フィールドの時間遅延とパルス持続時間を最適化し、この効率の飽和を幅広いパルス持続時間にわたって示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-31T14:19:02Z)
• A Frequency-Multiplexed Coherent Electro-Optic Memory in Rare Earth Doped Nanoparticles [94.37521840642141]
  光の量子記憶は、長距離量子通信や分散量子コンピューティングのような量子技術において必須の要素である。 近年の研究では、希土類ドープナノ粒子では長い光学的およびスピンコヒーレンス寿命が観察可能であることが示されている。 我々は,Eu$3+$:Y$O$_3$ナノ粒子におけるコヒーレント光ストレージについて,SEMM(Stark Echo Modulation Memory)量子プロトコルを用いて報告する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-17T13:25:54Z)
• Broadband and efficient Quantum Memory Using ac Stark Gradient Echo Memory [0.0]
  ac Stark効果による仮想磁場を用いた量子状態光記憶法を提案する。 ルビジウムのD1線から約127 THz(約127 THz)離れたナノ秒のアクスタークパルスを用いる可能性が示されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-28T15:41:56Z)

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。