論文の概要: Direction switchable single-photon emitter using a Rydberg polariton
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.02503v1
- Date: Thu, 03 Apr 2025 11:35:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-04 12:56:04.194468
- Title: Direction switchable single-photon emitter using a Rydberg polariton
- Title（参考訳）: リドベルク偏光子を用いた方向切替可能な単一光子エミッタ
- Authors: Changcheng Li, Xiao-Feng Shi, Yuechun Jiao, Jiuheng Yang, Jingxu Bai, C. Stuart Adams, Suotang Jia, Jianming Zhao,
- Abstract要約: Rydberg 偏光子を用いた方向切替可能な単一光子エミッタを示す。
我々は、textitN出力チャネルとユニティルーティング効率を備えた単一光子の量子ルーティングを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8894050583899684
- License:
- Abstract: All-optical redirection or routing of single photons is essential for quantum networks. Although studied in various systems both in theory and experiment, the redirection of single photons with many output ports, compatible with large-scale photonic circuits, still needs to be explored. Here, we demonstrate a direction switchable single-photon emitter using a Rydberg polariton. The Rydberg component of the stored photon is changed using a stimulated Raman transition with a specific intermediate state. By adjusting the direction of the retrieval laser, we can redirect the emitted photon into a rich variety of alternative modes. Building upon this scheme, we propose a quantum routing of single photons with \textit{N} output channels and unity routing efficiency. In addition, the protocol reduces the effect of motional dephasing increasing the photon lifetime to $>10~\mu$s ($>20$ times photon processing time), enabling functional quantum devices based on Rydberg polaritons.
- Abstract（参考訳）: 量子ネットワークでは、単一光子の全光リダイレクトやルーティングが不可欠である。
理論と実験の両方で研究されているが、大規模なフォトニック回路と互換性のある多くの出力ポートを持つ単一光子のリダイレクトは、まだ検討する必要がある。
ここでは、Rydbergポラリトンを用いた方向切替可能な単一光子エミッタを実演する。
記憶された光子のライドバーグ成分は、特定の中間状態の刺激されたラマン遷移を用いて変化する。
検索レーザの方向を調整することで、発光した光子を様々な代替モードにリダイレクトすることができる。
このスキームに基づいて, 単一光子の出力チャネルとユニティルーティング効率を持つ量子ルーティングを提案する。
さらに、このプロトコルは光子の寿命を$>10~\mu$s (>20$ times photon processing time)に減らし、ライドバーグ偏光子に基づく機能量子デバイスを可能にする。
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