論文の概要: Entangling quantum memories over 420 km in fiber
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.05660v1
- Date: Tue, 08 Apr 2025 04:19:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-09 13:28:41.955243
- Title: Entangling quantum memories over 420 km in fiber
- Title（参考訳）: ファイバー中の420kmを超える量子メモリのエンタング
- Authors: Xi-Yu Luo, Chao-Yang Wang, Ming-Yang Zheng, Bin Wang, Jian-Long Liu, Bo-Feng Gao, Jun Li, Zi Yan, Qiao-Mu Ke, Da Teng, Rui-Chun Wang, Jun Wu, Jia Huang, Hao Li, Li-Xing You, Xiu-Ping Xie, Feihu Xu, Qiang Zhang, Xiao-Hui Bao, Jian-Wei Pan,
- Abstract要約: 長距離の絡み合いは、量子通信、分散量子コンピューティング、センシングにおいて重要である。
2つの原子アンサンブル量子メモリ間の絡み合いを420km以上で報告することで、さらに大きな前進を遂げる。
リモート・エンタングルメント生成にはDLCZ方式を用い,2つの記憶の相対位相を微妙に安定化させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.181261629800787
- License:
- Abstract: Long-distance entanglement is pivotal for quantum communication, distributed quantum computing and sensing. Significant progresses have been made in extending the distribution distance of entangled photons, either in free space or fiber. For future quantum network applications, matter-based entanglement is more favorable since the capability of storage is essential for advanced applications. Extending entanglement distance for memory qubits was partially hindered by the mismatch of its photonic emission wavelength with the low-loss transmission window of optical fiber. By incorporating quantum frequency conversion, memory-memory entanglement has been successfully extended to several tens of kilometers. Here, we make a significant step further by reporting the entanglement between two atomic ensemble quantum memories over 420 km. We convert photons emitted from the memories to telecom S-band, which enable us to exploit the significantly low transmission loss in fiber (0.17 dB/km). We employ the DLCZ scheme for remote entanglement generation, and delicately stabilize the relative phase between the two memories by using fulltime far-off-resonant locking to reduce high-frequency noise and intermittent dual-band locking to compensate low-frequency drift jointly. We demonstrate that the memory-memory entangling probability beats the repeaterless channel capacity for direct entanglement distribution. Our experiment provides a testbed of studying quantum network applications from metropolitan scale to intercity scale.
- Abstract（参考訳）: 長距離の絡み合いは、量子通信、分散量子コンピューティング、センシングにおいて重要である。
束縛された光子の分布距離を自由空間でもファイバーでも拡張する重要な進歩がなされた。
将来の量子ネットワークアプリケーションにとって、ストレージの能力は先進的なアプリケーションにとって不可欠であるため、物質ベースの絡み合いの方が好ましい。
光ファイバーの低損失透過窓とフォトニック発光波長のミスマッチによって、メモリ量子ビットの絡み合い距離の延長が部分的に妨げられた。
量子周波数変換を取り入れることで、メモリメモリの絡み合いは数十kmに拡張された。
ここでは,2つの原子アンサンブル量子メモリ間の絡み合いを420km以上で報告することによって,さらに重要なステップを踏み出す。
記憶から放出される光を通信Sバンドに変換し,光ファイバー(0.17dB/km)の伝送損失を著しく低減する。
我々はDLCZ方式を遠隔絡み合い発生に適用し、フルタイムの遠方共振ロックを用いて2つのメモリ間の相対位相を微妙に安定化させ、低周波ドリフトを補うために、高周波ノイズと断続的なデュアルバンドロックを低減させる。
メモリ・メモリの絡み合い確率が直接絡み合い分布のリピータレスチャネル容量を上回ることを示す。
我々の実験は、大都市圏から都市間規模まで量子ネットワークアプリケーションを研究するテストベッドを提供する。
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