論文の概要: Direct telecom network between atomic and solid-state quantum nodes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.02653v1
• Date: Mon, 02 Feb 2026 19:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-04 18:37:15.006485
• Title: Direct telecom network between atomic and solid-state quantum nodes
• Title（参考訳）: 原子・固体量子ノード間の直接通信網
• Authors: Yuzhou Chai, Dahlia Ghoshal, Nayana P. Tiwari, Alexander Kolar, Benjamin Pingault, Hannes Bernien, Tian Zhong,
• Abstract要約: 将来の量子ネットワークは、異なる機能を持つ量子システムを、理想的には低損失のテレコム光ファイバーを介して長距離に相互接続する。 ここでは、周波数変換や外部フィルタリングを必要とせずに、原子の単一光子源をCバンド内の固体量子メモリに直接接続する2ノードハイブリッドネットワークを実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.39269293510889
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Future quantum networks will interconnect quantum systems with distinct functionalities, ideally over long distances via low-loss telecom optical fibers. Here, we realize a two-node hybrid network that directly connects an atomic single photon source to a solid-state quantum memory in the telecom C-band without the need of frequency conversion and external filtering. Both nodes exhibit state-of-the-art performance at 1530 nm: the source achieves a heralded auto-$g^{(2)}(0)$ = 0.031 at a photon rate of 46 kcps, and the memory a storage efficiency of 10.6% with high multimode capacity. We leverage the intrinsic tunability of both nodes to optimize spectral matching, enabling direct networking between the two: single-photon storage and retrieval for 1 $μ$s over up to 37 temporal modes across extended fibers of 10.6 km (metropolitan) and 49.2 km (laboratory) while preserving non-classicality. These results define a high-bandwidth source-memory link that operates natively in the telecom band, introducing a new paradigm for the design and scaling of hybrid quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 将来の量子ネットワークは、異なる機能を持つ量子システムを、理想的には低損失のテレコム光ファイバーを介して長距離に相互接続する。 ここでは、周波数変換や外部フィルタリングを必要とせずに、原子の単一光子源をCバンド内の固体量子メモリに直接接続する2ノードハイブリッドネットワークを実現する。 どちらのノードも1530nmの最先端性能を示しており、ソースは光子レート46kcpsのオート=g^{(2)}(0)$ =0.031、メモリのストレージ効率は10.6%、マルチモード容量は10.6%である。 コントラストマッチングを最適化するために、両ノードの固有のチューニング性を活用し、単光子ストレージと37時間モードで最大1$μ$sで10.6km(メトロポリタン)と49.2km(ラボラトリー)の延長ファイバーを網羅し、非古典性を保つ。 これらの結果は、通信帯域内でネイティブに動作する高帯域のソースメモリリンクを定義し、ハイブリッド量子ネットワークの設計とスケーリングのための新しいパラダイムを導入している。

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