論文の概要: Scalable Linear-Cavity Enhanced Quantum Memory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.14212v2
- Date: Sun, 13 Apr 2025 21:15:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-16 22:12:36.275491
- Title: Scalable Linear-Cavity Enhanced Quantum Memory
- Title（参考訳）: スケーラブルリニアキャビティ強化量子メモリ
- Authors: Bharath Srivathsan, Rafal Gartman, Robert J. A. Francis-Jones, Peter Mosley, Joshua Nunn,
- Abstract要約: 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。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4543820534430523
- License:
- Abstract: Coherent storage and retrieval of single photons in a quantum memory enables scalable growth of photonic entangled states via linear optics. The resulting increase in power of photonic quantum computers will unlock new applications on the pathway to fault tolerance. Quantum memories based on off-resonant cascaded absorption (ORCA) in rubidium vapour allow this storage to be broadband, noise-free, and high efficiency. Through algorithmic pulse-shape optimisation, we have previously demonstrated single-pass memory efficiency of almost 90\%. Here, we implement a cavity-enhanced GHz-bandwidth ORCA memory with smaller footprint and reduced power requirements compared to conventional single-pass schemes. By combining a strong magnetic field with polarisation control, we maintain a Doppler-free two-photon interaction and eliminate the need for optical pumping. The performance provided by the cavity establishes the feasibility of large arrays of ultra-compact, high-efficiency, room-temperature quantum memories, while the low control power requirements highlight a route to single-photon-level nonlinearities.
- Abstract（参考訳）: 量子メモリにおける単一光子のコヒーレントストレージと検索は、線形光学によるフォトニック絡み合った状態のスケーラブルな成長を可能にする。
フォトニック量子コンピュータのパワー向上によって、フォールトトレランスへの新たな応用が解き放たれる。
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。
アルゴリズムによるパルス形状最適化により,1パスのメモリ効率は90%近く向上した。
ここでは、従来のシングルパス方式と比較して、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。
強磁場と偏光制御を組み合わせることで、ドップラーフリーの2光子相互作用を維持し、光ポンピングの必要性を排除する。
キャビティによって提供される性能は、超コンパクトで高効率で室温の量子メモリの大規模な配列の実現可能性を確立し、一方低制御電力要求は単一光子レベルの非線形性へのルートを強調している。
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