論文の概要: Highly Efficient and Broadband Optical Delay Line towards a Quantum Memory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.02096v1
- Date: Tue, 02 Sep 2025 08:50:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-04 15:17:03.966864
- Title: Highly Efficient and Broadband Optical Delay Line towards a Quantum Memory
- Title（参考訳）: 量子メモリに向けた高効率・広帯域光遅延線
- Authors: Yu Guo, Anindya Banerji, Jia Boon Chin, Arya Chowdhury, Alexander Ling,
- Abstract要約: ネストしたマルチパスセルアーキテクチャを用いた高効率・自由空間光遅延線を実証する。
遅延線を通る信号光子と、タイミング基準として使用されるアイドラー光子とを、偏光絡み合った光子対を用いて特徴付ける。
絡み合ったペアで行う量子状態トモグラフィーは、最大687$nsのシングルトランジット遅延の後、99.6(9)%の忠実度で絡み合った保存を呈する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 40.95138262420604
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We demonstrate a high-efficiency, free space optical delay line utilizing a nested multipass cell architecture. This design supports extended optical paths with low loss, aided by custom broadband dielectric coating that provides high reflectivity across a wide spectral bandwidth. The cell is characterized using polarization-entangled photon pairs, with signal photons routed through the delay line and idler photons used as timing reference. Quantum state tomography performed on the entangled pair reveals entanglement preservation with a fidelity of $99.6(9)\%$ following a single-transit delay of up to $687$~ns, accompanied by a photon retrieval efficiency of $95.390(5)%$. The delay is controllable and can be set between $1.8$~ns to $687$~ns in $\sim12.6$~ns increments. The longest delay and wide spectral bandwidth result in a time-bandwidth product of $3.87\times 10^7$. These results position this delay line as a strong candidate for all-optical quantum memories and synchronization modules for scalable quantum networks.
- Abstract（参考訳）: ネストしたマルチパスセルアーキテクチャを用いた高効率・自由空間光遅延線を実証する。
この設計は、広帯域幅で高い反射率を提供するカスタムブロードバンド誘電体コーティングにより、低損失で拡張された光路をサポートする。
遅延線を通る信号光子と、タイミング基準として使用されるアイドラー光子とを有する偏光束光子対を特徴とする。
絡み合ったペアで行われた量子状態トモグラフィーは、最大687$~nsのシングルトランジット遅延の後、99.60.9%の忠実さで絡み合い保存し、9,5.390(5)%の光子回収効率を持つ。
遅延は制御可能で、1.8$~nsから687$~nsを$\sim12.6$~nsインクリメントで設定できる。
最も長い遅延と広いスペクトル帯域幅は、時間帯域幅の製品である10^7$3.87\times 10^7$となる。
これらの結果は、この遅延線をスケーラブルな量子ネットワークのための全光量子メモリと同期モジュールの強い候補と位置づけている。
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