論文の概要: Efficient Quantum Frequency Conversion of Ultra-Violet Single Photons from a Trapped Ytterbium Ion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.09068v2
- Date: Fri, 14 Feb 2025 03:27:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-17 14:45:39.098964
- Title: Efficient Quantum Frequency Conversion of Ultra-Violet Single Photons from a Trapped Ytterbium Ion
- Title（参考訳）: 抽出イタリウムイオンからの超紫外単一光子の高効率量子周波数変換
- Authors: Seungwoo Yu, Kyungmin Lee, Sumin Park, Kyunghye Kim, Junhong Goo, Jeonghyun Park, Taehyun Kim,
- Abstract要約: トラップされたYb$+$イオンから放出される紫外光子の高効率差周波変換を可視域に示す。
この結果は、Yb$+$イオンに基づく長距離捕捉型イオン量子ネットワークの実現に向けた重要なステップを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.242568164939431
- License:
- Abstract: Ion trap system is a leading candidate for quantum network privileged by its long coherence time, high-fidelity gate operations, and the ion-photon entanglement that generates an ideal pair of a stationary memory qubit and a flying communication qubit. Rapid developments in nonlinear quantum frequency conversion techniques have enhanced the potential for constructing a trapped ion quantum network via optical fiber connections. The generation of long-distance entanglement has been demonstrated with ions such as Ca$^{+}$ and Ba$^{+}$, which emit photons in visible or near-infrared range naturally. On the other hand, as the qubit-native photons reside in ultra-violet (UV) spectrum, the Yb$^{+}$ ion has not been considered as a strong competitor for telecommunication qubits despite extensive research on it. Here, we demonstrate an efficient difference-frequency conversion of UV photons, emitted from a trapped Yb$^{+}$ ion, into a visible range. We provide experimental evidence that confirms the converted photons are radiated from the Yb$^{+}$ ion. Our results provide a crucial step toward realizing a long-distance trapped ion quantum network based on Yb$^{+}$ ions through quantum frequency conversion.
- Abstract（参考訳）: イオントラップシステムは、その長いコヒーレンス時間、高忠実度ゲート操作、固定メモリキュービットとフライング通信キュービットの理想的なペアを生成するイオン光子絡みによって特権付けられる量子ネットワークの第一候補である。
非線形量子周波数変換技術の急速な発展は、光ファイバー接続を介して捕捉されたイオン量子ネットワークを構築する可能性を高めた。
長距離の絡み合いの生成は、Ca$^{+}$やBa$^{+}$などのイオンで示されており、自然に可視または近赤外域の光子を放出する。
一方、クビット固有光子は超紫外(UV)スペクトルに存在するため、Yb$^{+}$イオンは広範の研究にもかかわらず、通信量子ビットの強力な競合とは考えられていない。
ここでは、トラップされたYb$^{+}$イオンから放出される紫外光子の効率的な差周周波数変換を可視域に示す。
変換された光子がYb$^{+}$イオンから放射されることを示す実験的な証拠を提供する。
この結果から,Yb$^{+}$イオンを量子周波数変換として用いた長距離捕捉型イオン量子ネットワークの実現に向けた重要なステップが得られた。
関連論文リスト
- Low noise quantum frequency conversion of photons from a trapped barium
ion to the telecom O-band [0.0]
トラップイオンは、スケーラブルで長距離の量子ネットワークにおける主要な候補の1つである。
イオン光子エンタングルメントを生成する方法の1つは、P_(1/2)レベルからS_(1/2)レベルへの光学的遷移を利用することである。
入力可視光子と出力通信光子の間で375.4 THzの周波数シフトを実現するために、2段階量子周波数変換方式を用いる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-02T05:08:10Z) - Frequency tunable, cavity-enhanced single erbium quantum emitter in the
telecom band [9.184620121974449]
固体ホストに埋め込まれた単一量子エミッタは、量子情報プロセッサと量子ネットワークノードを実現するための理想的なプラットフォームである。
ここでは、1つのEr$3+$イオンの放出周波数の線形スタークチューニングを初めて示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-28T08:24:48Z) - A hybrid quantum photonic interface for $^{171}$Yb solid-state qubits [0.0]
モノリシックフォトニック結晶キャビティに結合したイオンをベースとしたハイブリッドプラットフォームを設計・製造する。
我々は171ドルのYbイオンのコヒーレント光制御を実験的に検出し、実証した。
その結果、高度にスケーラブルなプラットフォームを使用して、Yb:YVO$_4$171ドルの量子ネットワークへの有望なルートを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-05T02:53:23Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z) - Entanglement between a telecom photon and an on-demand multimode
solid-state quantum memory [52.77024349608834]
我々は,マルチモード固体量子メモリにおいて,通信光子と集合スピン励起の絡み合いを初めて示す。
量子メモリのエンタングルメントストレージを最大47.7$mu$sまで拡張し、最大10kmの距離で分離された量子ノード間のエンタングルメントの分配を可能にした。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-09T13:59:26Z) - Phonon dephasing and spectral diffusion of quantum emitters in hexagonal
Boron Nitride [52.915502553459724]
六方晶窒化ホウ素(hBN)の量子放出体は、量子光学への応用のために、明るく頑健な単一光子の源として出現している。
低温における共鳴励起分光法によるhBN中の量子エミッタのフォノン脱落とスペクトル拡散について検討した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-25T05:56:18Z) - Ion-Photonic Frequency Qubit Correlations for Quantum Networks [0.0]
量子ネットワークを長い範囲に効果的にスケールするには、基本的な計算と通信タスクを実行するために、局所的な処理ノードが必要である。
量子コンピューティングに適したほとんどのイオンは、近紫外(UV)周波数で可視光子を放出し、長距離ファイバー光ネットワークには適さない。
イオン-光子エンタングルメントプロトコルを171$Yb$+$で符号化し,92.4(8)%の忠実度と相関関係を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-12T03:55:07Z) - C-band single photons from a trapped ion via two-stage frequency
conversion [0.0]
トラップされたイオンは、高忠実度2量子ビットゲート、長いコヒーレンス時間、イオンの内部量子ビット状態に絡み合った光子を即座に放出する能力を持つ量子ネットワークの候補である。
これらの結果は、長距離に閉じ込められたイオン量子インターネットを実現するための重要なステップである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-30T15:51:35Z) - Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one
hole of a photonic crystal cavity [47.187609203210705]
一次元で自由なSi$_3$N$_4$ベースのフォトニック結晶キャビティ内にSiV$-$含ナノダイアモンドを含むハイブリッド量子フォトニクスを示す。
結果として生じる光子フラックスは、自由空間に比べて14倍以上増加する。
結果は、ナノダイアモンドのSiV$-$-中心を持つハイブリッド量子フォトニクスに基づいて量子ネットワークノードを実現するための重要なステップである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-21T17:22:25Z) - A bright and fast source of coherent single photons [46.25143811066789]
単一光子源はデバイス非依存の量子通信において重要な技術である。
特に高効率な単一光子源について報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-24T17:08:46Z) - 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)
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。