論文の概要: A vapor-cavity-QED system for quantum computation and communication
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.19432v1
- Date: Tue, 23 Sep 2025 18:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-02 14:57:20.016136
- Title: A vapor-cavity-QED system for quantum computation and communication
- Title（参考訳）: 量子計算と通信のための気相キャビティQEDシステム
- Authors: Sharoon Austin, Dhruv Devulapalli, Khoi Hoang, Feng Zhou, Kartik Srinivasan, Alexey V. Gorshkov,
- Abstract要約: 我々は、ラマン遷移を駆動し、特定の時間形状の光子を生成し、吸収し、単一の光子を検出するシナリオを研究する。
強い原子-キャビティ相互作用は、原子-光子制御相ゲートを実装するためにも用いられる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.594916434616971
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this work, we propose performing key operations in quantum computation and communication using room-temperature atoms moving across a grid of high-quality-factor, small-mode-volume cavities. These cavities enable high-cooperativity interactions with single atoms to be achieved with a characteristic timescale much shorter than the atomic transit time, allowing multiple coherent operations to take place. We study scenarios where we can drive a Raman transition to generate photons with specific temporal shapes and to absorb, and hence detect, single photons. The strong atom-cavity interaction can also be used to implement the atom-photon controlled-phase gate, which can then be used to construct photon-photon gates, create photonic cluster states, and perform non-demolition detection of single photons. We provide numerics validating our methods and discuss the implications of our results for several applications.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 室温原子を用いた量子計算と通信において, 高品質の小型モード体積キャビティのグリッドを移動させる重要な操作を提案する。
これらのキャビティにより、単一原子との高協力性相互作用は、原子移動時間よりもはるかに短い特性の時間スケールで達成され、複数のコヒーレントな操作が可能となる。
我々は、ラマン遷移を駆動し、特定の時間形状の光子を生成し、吸収し、単一の光子を検出するシナリオを研究する。
強い原子空洞相互作用は原子-光子制御相ゲートの実装にも利用でき、光子-光子ゲートの構築、フォトニッククラスター状態の生成、単一光子の非破壊検出に利用することができる。
提案手法の有効性を検証し,いくつかのアプリケーションに対して結果の意味を議論する数値を提供する。
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