論文の概要: Efficient and compact quantum network node based on a parabolic mirror on an optical chip
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.13420v1
- Date: Mon, 19 Jan 2026 22:07:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-21 22:47:23.075925
- Title: Efficient and compact quantum network node based on a parabolic mirror on an optical chip
- Title（参考訳）: 光チップのパラボラミラーに基づく効率的かつコンパクトな量子ネットワークノード
- Authors: A. Safari, E. Oh, P. Huft, G. Chase, J. Zhang, M. Saffman,
- Abstract要約: 我々は,高光子収集効率と高原子光子絡み合い係数を結合した中性原子ネットワークノードを実証する。
放物鏡を用いてトラップを形成し、単一のルビジウム原子から蛍光を収集する。
本研究は,集光開口の限界付近で動作する,頑健で空洞のない中性原子界面を構築した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We demonstrate a neutral atom networking node that combines high photon collection efficiency with high atom photon entanglement fidelity in a compact, fiber integrated platform. A parabolic mirror is used both to form the trap and to collect fluorescence from a single rubidium atom, intrinsically mode matching $σ$ polarized emitted photons to the fiber and rendering the system largely insensitive to small imperfections or drifts. The core optics consist of millimeter scale components that are pre aligned, rigidly bonded on a monolithic invacuum assembly, and interfaced entirely via optical fibers. With this design, we measure an overall photon collection and detection efficiency of $3.66\%$, from which we infer an overall collection efficiency of $6.6\%$ after the single--mode fiber coupling. We generate atom photon entangled states with a raw Bell state fidelity of 0.93 and an inferred fidelity of 0.98 after correcting for atom readout errors. The same node design has been realized in two independent setups with comparable performance and is compatible with adding high NA objective lenses to create and control atomic arrays at each node. Our results establish a robust, cavity free neutral atom interface that operates near the limit set by the collection optics numerical aperture and provides a practical building block for scalable quantum network nodes and repeaters.
- Abstract（参考訳）: 我々は,高光子収集効率と高原子光子絡み合い係数を結合した中性原子ネットワークノードを,コンパクトなファイバ集積プラットフォームで実演する。
パラボリックミラーは、トラップの形成と、1つのルビジウム原子からの蛍光の収集の両方に用いられ、本質的には$σ$の偏光光子をファイバーにマッチさせ、システムは小さな不完全性やドリフトにほとんど反応しない。
コア光学はミリスケールの部品で構成されており、モノリシックな空洞集合体に固く結合し、光ファイバーで完全に接続されている。
この設計では、光子全体の収集と検出効率を3.66 %$で測定し、単モードファイバーカップリング後に総収集効率を6.6 %$と推定する。
我々は、原子読み出し誤差を補正した後、生ベル状態忠実度0.93、推定忠実度0.98の原子光子絡み状態を生成する。
同じノード設計は、同等の性能を持つ2つの独立したセットアップで実現されており、各ノードで原子配列を作成し制御するための高いNA目標レンズの追加と互換性がある。
本研究は, 量子ネットワークノードとリピータのための実用的ビルディングブロックを提供するとともに, 集光開口の限界付近で動作可能な, 頑健で空洞のない中性原子インタフェースを構築した。
関連論文リスト
- Integrated polarization-entangled photon source for wavelength-multiplexed quantum networks [49.82426139329382]
薄膜ニオブ酸リチウム(TFLN)上における簡易だが高効率なオンチップ偏光共役光子対光源について述べる。
本装置では, 単一ナノフォトニック導波路におけるタイプ0とタイプIの自発的パラメトリックダウンコンバージョンを逐次サポートする2つの準位相マッチング(D-QPM)を用いる。
最大50kmの大都市ファイバリンク上に展開する4ユーザ量子ネットワークにおいて,波長多重絡み合い分布を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-11-27T18:30:01Z) - Aspheric lens design proposal for near-perfect mode-matching of a broadband quantum dot micropillar to a single-mode fibre [1.3113705135726432]
また, 非球状SiO2マイクロレンズは, モードマッチング損失を SMF の83.1% から0.1(0.1)% まで低減できることを示した。
これにより、96.4(0.1)%のエンドツーエンド効率を持つ単一の光子ソース設計が可能となり、スケーラブルなフォトニック量子技術への道を開くことができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-08-08T11:06:42Z) - Realisation of a Coherent and Efficient One-Dimensional Atom [0.15274583259797847]
コヒーレントで効率的に結合された1次元原子は大きな非線形性を提供し、フォトニック量子ゲートを可能にする。
ここでは、1次元原子の実装として、オープンマイクロキャビティ内の半導体量子ドットを用いる。
この結果は、エキゾチックなフォトニック状態と2光子相ゲートの創出への道を開くものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-19T21:48:12Z) - Ultrabright and narrowband intra-fiber biphoton source at ultralow pump
power [51.961447341691]
高輝度の非古典的な光子源は、量子通信技術の鍵となる要素である。
ここでは,中空コアファイバ内の低温原子の光密度アンサンブルに自発4波混合を用いることで,狭帯域非古典光子対の生成を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-10T09:04:15Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z) - On-chip single-photon subtraction by individual silicon vacancy centers
in a laser-written diamond waveguide [48.7576911714538]
レーザーによるダイヤモンドフォトニクスは3次元の加工能力と、光ファイバー技術と一致する大きなモード場直径を提供する。
そこで我々は,大きな数値開口光学を用いて,単一の浅層実装シリコン空孔中心の励起を組み合わせ,大きな協調性を実現する。
我々は、単一エミッタの量子効率の低いバウンダリとして13%のベータ係数と0.153のコオペラティティティを持つ単一エミッタの絶滅測定を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-02T16:01:15Z) - Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one
hole of a photonic crystal cavity [47.187609203210705]
一次元で自由なSi$_3$N$_4$ベースのフォトニック結晶キャビティ内にSiV$-$含ナノダイアモンドを含むハイブリッド量子フォトニクスを示す。
結果として生じる光子フラックスは、自由空間に比べて14倍以上増加する。
結果は、ナノダイアモンドのSiV$-$-中心を持つハイブリッド量子フォトニクスに基づいて量子ネットワークノードを実現するための重要なステップである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-21T17:22:25Z) - 3D printed micro-optics for quantum technology: Optimized coupling of
single quantum dot emission into a single mode fiber [0.0]
将来の量子技術は、忠実度の高い量子ネットワークの構築に大きく依存する。
この目的を達成するために、放出された単一光子と最も高いコヒーレンス度が重なるように、単一量子系を接続することが最も重要である。
ここでは、この課題を達成するための先進的な製造手法を提案する: 半球型やワイエルシュトラスの固体没入レンズのような3Dプリントされた複雑な光学系を組み合わせる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-13T13:29:55Z) - Near-ideal spontaneous photon sources in silicon quantum photonics [55.41644538483948]
集積フォトニクスは量子情報処理のための堅牢なプラットフォームである。
非常に区別がつかず純粋な単一の光子の源は、ほぼ決定的か高い効率で隠蔽されている。
ここでは、これらの要件を同時に満たすオンチップ光子源を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-19T16:46:44Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。