論文の概要: Fiber-optic quantum interface with an array of more than 100 individually addressable atoms on an optical nanofiber

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.21812v1
• Date: Mon, 23 Mar 2026 10:56:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-24 19:11:39.621209
• Title: Fiber-optic quantum interface with an array of more than 100 individually addressable atoms on an optical nanofiber
• Title（参考訳）: 光ナノファイバー上の100個以上の個別アドレス可能な原子配列を持つ光ファイバ量子インタフェース
• Authors: Mitsuyoshi Takahata, Jameesh Keloth, Takashi Yamamoto, Ken-ichi Harada, Shigehito Miki, Takao Aoki,
• Abstract要約: 直径310nmの光ナノファイバーで導かれる光子間の量子界面を実現する。 個々の原子は、ナノファイバー上のマイクロスケールのトラップサイズを持つ200個の光ツイーザースポットの1次元配列に閉じ込められている。 このプラットフォームは、原子-光子インターフェースの新しいレギュレーションを開き、スケーラブルな分散量子コンピューティングと量子ネットワークへの道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0559762074594338
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Integrating the scalability of individually addressable arrays of optical-tweezer-trapped single atoms with the efficient light-matter interface provided by nanophotonic waveguides has been a long-standing challenge in quantum technologies based on atoms and photons. Here we realize a quantum interface between photons guided in an optical nanofiber with a diameter of 310 nm and an array of on average 155 individually addressable atoms. Using a spatial light modulator and an objective lens with NA = 0.45, single cesium atoms are trapped in a one-dimensional array of 200 optical tweezer spots with micrometer-scale trap sizes on the nanofiber. Individual atoms are addressed by spatially scanning an excitation laser beam, focused to a spot size comparable to that of the traps through the same objective lens, along the nanofiber. We confirm the single-atom nature of the individual trapping sites through photon-correlation measurements of the guided fluorescence, observing strong photon antibunching with $g^{(2)}(0) \approx 0.26$. We measure trap lifetimes of a few hundred milliseconds, with a maximum value of 460 ms, at an atom-surface separation of 670 nm without active cooling, representing an order-of-magnitude improvement over previous nanofiber traps. This platform opens a new regime for atom-photon interfaces, paving the way for scalable distributed quantum computing and quantum networks, as well as for the exploration of collective radiative effects in waveguide QED with individually addressable atoms.
• Abstract（参考訳）: ナノフォトニック導波路によって提供される効率的な光-マター界面と、個々の処理可能な光-ツイーザートリップ単一原子配列のスケーラビリティを統合することは、原子と光子に基づく量子技術において長年の課題であった。 ここでは、直径310nmの光ナノファイバーで導かれた光子と、平均155個の個別アドレス可能な原子の配列の間の量子界面を実現する。 空間光変調器とNA = 0.45の対物レンズを用いて、ナノファイバー上に微小スケールのトラップサイズを持つ200個の光ツイーザースポットの1次元配列に1個のセシウム原子を閉じ込める。 個々の原子は励起レーザービームを空間的に走査し、ナノファイバーに沿って同じ対物レンズを通してトラップのスポットサイズに匹敵する大きさに焦点を合わせる。 我々は、誘導蛍光の光子相関測定により、個々のトラップ部位の単原子性を確認し、$g^{(2)}(0) \approx 0.26$で強い光子アンチバンチングを観察した。 数百ミリ秒のトラップ寿命と最大値460ミリ秒のトラップ寿命を, 活性冷却のない原子-表面分離で測定した。 このプラットフォームは、スケーラブルな分散量子コンピューティングと量子ネットワークへの道を開くとともに、個別に対応可能な原子を持つ導波路QEDにおける集合的放射効果の探索を可能にする。

関連論文リスト

• Interfacing of an optical nanofiber with tunably spaced atoms in an optical lattice [0.5694074403985662]
  我々は、可変間隔の光学格子を用いて、多数の原子の光ナノファイバーへの効率的な対面を実験的に実証した。 格子ビームとナノファイバーからの反射は、全ての運動自由度で密閉するトラップ電位を与える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-26T21:43:18Z)
• Room Temperature Fiber-Coupled single-photon devices based on Colloidal Quantum Dots and SiV centers in Back Excited Nanoantennas [91.6474995587871]
  指向性は、ハイブリッド金属誘電性ブルゼーアンテナで達成される。 ジャガイモ中心に位置するサブ波長の穴にエミッタを配置することで、バック励起が許される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-19T14:54:56Z)
• Purcell enhancement of single-photon emitters in silicon [68.8204255655161]
  通信光子に結合された個々のスピンは、分散量子情報処理にユニークな約束を提供する。 我々は、エルビウムドーパントをナノフォトニックシリコン共振器に統合して、そのようなインタフェースを実装した。 78倍のパーセル増倍率を持つ光学ラビ発振と単一光子放射を観測した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-18T19:38:38Z)
• Silicon nitride waveguides with intrinsic single-photon emitters for integrated quantum photonics [97.5153823429076]
  我々は、SiN中の固有の単一光子放射体から、同じ物質からなるモノリシック集積導波路への光子の最初のカップリングに成功したことを示す。 その結果、スケーラブルでテクノロジー対応の量子フォトニック集積回路の実現に向けた道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-17T16:51:29Z)
• 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)
• Coupling single atoms to a nanophotonic whispering-gallery-mode resonator via optical guiding [0.0]
  ナノフォトニック回路の近接場において, 低温原子をカップリングする効率的な光導波路技術を示す。 我々は、マイクロリングに結合した光に対する原子誘起透過性を観察し、原子-光子結合速度を特徴づけ、単一原子によるオンチップ光子ルーティングを示す。 我々の実証は、キラル量子光学および量子技術のためのナノフォトニック回路における冷原子の新しい応用を約束する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-01T17:52:03Z)
• Quantum interface between light and a one-dimensional atomic system [58.720142291102135]
  信号光子パルスと異なる原子数からなる1次元鎖との間の量子界面の最適条件について検討する。 相互作用の効率は主に、導波管のエバネッセンス場と閉じ込められた原子との重なり合いとカップリングによって制限される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-11T11:43:54Z)
• Imaging and localizing individual atoms interfaced with a nanophotonic waveguide [0.0]
  単一粒子分解蛍光イメージングは、低温原子物理学において実現可能な技術である。 ここでは、光学ナノファイバーを用いて閉じ込められ、光学的に相互作用する単一原子を画像化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-05T20:09:55Z)
• Dynamic control of Purcell enhanced emission of erbium ions in nanoparticles [0.0]
  ナノ粒子にドープされたエルビウムイオンの小さなアンサンブルのパーセル高出力の制御を実証する。 キャビティのオン・アンド・アウト・オブ・共鳴を、サブナノメータの精度で制御することで調整できる。 これにより、Purcellはイオンの放出を拡大し、放出された光子の波形を完全に制御できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-23T14:09:55Z)

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。