論文の概要: On-Demand Zeeman Nuclear Frequency Comb Quantum Memory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.18645v1
• Date: Tue, 26 Aug 2025 03:42:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-27 17:42:38.664255
• Title: On-Demand Zeeman Nuclear Frequency Comb Quantum Memory
• Title（参考訳）: オン・デマンド・ゼーマン核周波数コム量子メモリ
• Authors: Yanli Shi, Xiwen Zhang, Yuri Shvyd'ko, Olga Kocharovskaya,
• Abstract要約: 最近、原子核量子メモリのハードX線領域における最初の実装で大きなマイルストーンが達成された。 本稿では,外部磁場の向きを逆転したオンデマンドのハードX線量子メモリを提案する。 このスキームは、1.41-mu$sの単一光子波パケットを6.2keVで10ドル以上で181ドルTaの金属ホイルに量子保存することで実証される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.853916106016966
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The emerging hard X-ray - nuclear interfaces offer unique potential advantages over traditional optical-atomic interfaces for room-temperature, solid-state quantum information processing, including lower background noise, tighter focusing, and exceptionally high resonance quality. Leveraging such interfaces, a major milestone was recently achieved with the first implementation of nuclear quantum memory in the hard X-ray range [S. Velten et al., Nuclear quantum memory for hard X-ray photon wave packets, Sci. Adv. 10, eadn9825 (2024)] using the Doppler frequency comb protocol. However, this approach relies on the synchronous mechanical motion of multiple nuclear absorbers, posing experimental challenges for on-demand photon retrieval. We propose an on-demand hard X-ray quantum memory based on reversing the direction of an external magnetic field in a single stationary solid-state nuclear absorber with sets of Zeeman sublevels. This scheme is exemplified by the quantum storage of an 1.41-$\mu$s single photon wave packet at 6.2 keV for over 10 $\mu$s in a $^{181}$Ta metallic foil, providing a feasible pathway for the first experimental demonstration of on-demand hard X-ray photon storage.
• Abstract（参考訳）: 新たなハードX線-核界面は、室温で固体の量子情報処理のための従来の光学-原子界面に対して、低バックグラウンドノイズ、より厳密な焦点付け、異常に高い共鳴品質の独特な利点を提供する。 このようなインタフェースを活用することで、ドップラー周波数コムプロトコルを用いて、ハードX線範囲(S. Velten et al , Nuclear quantum memory for hard X-ray photon wave packets, Sci. Adv. 10, eadn9825 (2024))における原子核量子メモリの最初の実装が達成された。 しかし、このアプローチは複数の核吸収体の同期機械的運動に依存し、オンデマンド光子検索に実験的に挑戦する。 本稿では,Zeemanサブレベルをセットとした単一定常固体核吸収器において,外部磁場の向きを反転させるオンデマンドハードX線量子メモリを提案する。 このスキームは、1.41-$\mu$s単一光子波パケットを6.2keVで10ドル以上の$^{181}$Ta金属ホイルで量子記憶することで実証され、オンデマンドのハードX線光子ストレージの最初の実験的な実験のパスを提供する。

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