論文の概要: Recoil-induced errors and their correction in photon-mediated entanglement between atom qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.16837v2
• Date: Tue, 25 Mar 2025 17:53:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-26 16:53:53.732408
• Title: Recoil-induced errors and their correction in photon-mediated entanglement between atom qubits
• Title（参考訳）: 光子を介する原子量子ビット間の絡み合いにおけるリコイル誘起誤差とその補正
• Authors: Jan Apolín, David P. Nadlinger,
• Abstract要約: 任意の光学モードに結合した自然放出に対する原子運動の影響について検討する。 我々は、フォトニックウェーブパケットの各瞬間に関連付けられた「キック演算子」という形で、コヒーレントな物理画像に到達する。 この補正手法は、原子の熱運動に伴うオーバーヘッドを除去し、長距離量子ネットワークリンクの絡み合いを著しく増大させる可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Photonically-interconnected matter qubit systems have wide-ranging applications across quantum science and technology, with entanglement between distant qubits serving as a universal resource. While state-of-the-art heralded entanglement generation performance thus far has been achieved in trapped atomic systems modelled as stationary emitters, the improvements to fidelities and generation rates demanded by large-scale applications require taking into account their motional degrees of freedom. Here, we derive the effects of atomic motion on spontaneous emission coupled into arbitrary optical modes, and study the implications for commonly-used atom-atom entanglement protocols. We arrive at a coherent physical picture in the form of "kick operators" associated with each instant in the photonic wavepackets, which also suggests a method to mitigate motional errors by disentangling qubit and motion post-herald. This proposed correction technique removes overheads associated with the thermal motion of atoms, and may greatly increase entanglement rates in long-distance quantum network links by allowing single-photon-based protocols to be used in the high-fidelity regime.
• Abstract（参考訳）: 光結合性物質量子ビット系は、量子科学や技術に広く応用されており、遠方の量子ビット間の絡み合いが普遍的な資源となっている。 これまで、定常放出体としてモデル化された閉じ込められた原子系において、最先端のエンタングルメント生成性能が達成されてきたが、大規模アプリケーションで要求されるフィリティと生成率の改善は、その運動度合いを考慮に入れなければならない。 ここでは、任意の光学モードに結合した自発放出に対する原子運動の影響を導出するとともに、一般的に使用される原子-原子絡み合いプロトコルの影響について検討する。 我々は、フォトニックウェーブパケットの各瞬間に関連付けられた「キック演算子」という形で、コヒーレントな物理画像に到達する。 この補正手法は、原子の熱運動に伴うオーバーヘッドを除去し、単一光子ベースのプロトコルを高密度で使用することにより、長距離量子ネットワークリンクの絡み合いを著しく増大させる可能性がある。

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