論文の概要: On-Demand Millisecond Storage of Spectro-Temporal Multimode Telecom Photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.17181v1
• Date: Fri, 19 Dec 2025 02:53:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-22 19:25:54.222621
• Title: On-Demand Millisecond Storage of Spectro-Temporal Multimode Telecom Photons
• Title（参考訳）: 分光時間多モードテレコム光子のオンデマンドミリ秒保存
• Authors: Anuj Sethia, Nasser Gohari Kamel, Daniel Oblak,
• Abstract要約: 我々は、Er$3+$:Y$_2$SiO$_5$結晶を用いて、テレコム波長で動作する量子メモリを実験的に実証した。 メモリの効率は10.36%で300ドル、信号対雑音比は10.9ドルである。 さらに、20の時間モードと3のスペクトルモードと、オンデマンドおよび選択的リコール機能とを同時に記憶することで、そのマルチモード能力を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The realization of scalable quantum networks for distribution of entanglement over long distances hinges on quantum repeaters. To outperform the exponential transmission loss in optical fibers, quantum repeaters must employ multiplexing schemes in the temporal, spectral, or spatial domain. The performance of such a multiplexed scheme is contingent on efficient quantum memories offering both extended storage times and large multimode capacities. In this work, we experimentally demonstrate such a memory operating at telecom wavelength using an Er$^{3+}$:Y$_{2}$SiO$_{5}$ crystal. Using single-photon detectors, we record on-demand storage and recall of weak coherent pulses for up to $1$ ms, exceeding that of previously reported quantum memories based on Er$^{3+}$. The memory exhibits an efficiency of 10.36\% at 300 $μ$s storage time with a signal-to-noise ratio of $10.9$. We further showcase its multimode capacity by storing 20 temporal and 3 spectral modes simultaneously with on-demand and selective recall capabilities, essential for a scalable quantum repeater architecture.
• Abstract（参考訳）: 量子リピータ上での長距離の絡み合い分布のためのスケーラブルな量子ネットワークの実現。 光ファイバの指数的な透過損失を上回るために、量子リピータは時間領域、スペクトル領域、空間領域において多重化方式を用いる必要がある。 このような多重化スキームの性能は、拡張ストレージ時間と大規模なマルチモード容量の両方を提供する効率的な量子メモリに依存している。 本稿では,Er$^{3+}$:Y$_{2}$SiO$_{5}$クリスタルを用いて,テレコム波長で動作するそのようなメモリを実験的に実証する。 単一光子検出器を用いて、オンデマンドの記憶と、Er$^{3+}$に基づく前に報告された量子メモリを上回り、最大1$msの弱いコヒーレントパルスのリコールを記録する。 メモリの効率は10.36\%で300$μ$sで、信号対雑音比は10.9$である。 さらに、スケーラブルな量子リピータアーキテクチャに不可欠なオンデマンドおよび選択的リコール機能とともに、20の時間モードと3のスペクトルモードを同時に保存することで、そのマルチモード容量を実証する。

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