論文の概要: Accelerated Rydberg-EIT quantum memory via shortcuts to adiabaticity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.18399v1
- Date: Thu, 19 Mar 2026 01:42:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-20 17:19:05.908462
- Title: Accelerated Rydberg-EIT quantum memory via shortcuts to adiabaticity
- Title（参考訳）: 断熱へのショートカットによるRydberg-EIT量子メモリの高速化
- Authors: Y. Wei, Changcheng Li, Y. M. Liu, Yuechun Jiao, Weibin Li, X. Q. Shao,
- Abstract要約: 本稿では,高速かつ高忠実な量子記憶方式を提案する。
反断熱駆動(CD)に基づくショートカット・トゥ・アディバチティ(STA)技術を導入することにより,書き込み時間を著しく短縮する。
この方式には明確な利点があり、高いストレージ性能を維持し、従来のEITプロトコルの本質的な速度-忠実トレードオフを克服する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2168469928948378
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Electromagnetically induced transparency (EIT) enables coherent light-matter storage, forming the basis of photonic quantum memories that are essential for scalable quantum networks and distributed quantum computing. However, accelerating the storage process violates the adiabatic condition, resulting in the excitation of the lossy intermediate state and a reduction in writing efficiency. We propose and numerically investigate a high-speed, high-fidelity quantum storage scheme by incorporating a shortcut-to-adiabaticity (STA) technique based on counter-diabatic (CD) driving. By introducing a precisely engineered auxiliary field into a conventional EIT system, our protocol significantly shortens the writing time beyond the conventional adiabatic limit while effectively suppressing the transient population of the lossy intermediate state. Furthermore, our scheme demonstrates strong flexibility in pulse design, remaining effective across different temporal profiles of both the control and signal fields. It also exhibits robustness against imperfections in the CD drive. Even with imperfect single-photon writing and non-ideal Rydberg blockade, the scheme retains clear advantages, maintaining high storage performance and overcoming the intrinsic speed-fidelity trade-off of traditional EIT protocols. These features pave the way for fast and robust quantum devices suitable for high-throughput quantum repeaters and advanced quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 電磁誘導透過(EIT)はコヒーレントな光マター記憶を可能にし、スケーラブルな量子ネットワークや分散量子コンピューティングに不可欠なフォトニック量子メモリの基礎を形成する。
しかし、記憶過程の加速は断熱状態に反し、損失のある中間状態が励起され、書き込み効率が低下する。
反断熱駆動(CD)に基づくショートカット・トゥ・アディバティティティ(STA)技術を導入し,高速かつ高忠実な量子記憶方式を提案する。
従来のEITシステムに精密に設計された補助フィールドを導入することにより,従来の断熱限界を超える書き込み時間を著しく短縮し,損失のある中間状態の過渡的な集団を効果的に抑制する。
さらに、この方式はパルス設計において強い柔軟性を示し、制御および信号場の両方の異なる時間プロファイルに対して有効であることを示す。
また、CDドライブの欠陥に対して堅牢性を示す。
不完全な単光子書き込みと非イデアルなRydbergブロッキングであっても、この方式は明確な利点を保ち、高いストレージ性能を維持し、従来のEITプロトコルの本質的な速度-忠実トレードオフを克服する。
これらの特徴は、高速で堅牢な量子デバイスが、高スループットの量子リピータと高度な量子情報処理に適した道を開く。
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