論文の概要: Storage of telecom-band time-bin qubits in thin-film lithium niobate
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.13545v1
- Date: Wed, 13 May 2026 13:54:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-14 23:30:28.087098
- Title: Storage of telecom-band time-bin qubits in thin-film lithium niobate
- Title（参考訳）: 薄膜ニオブ酸リチウム中のテレコムバンド時間ビン量子ビットの保存
- Authors: Xiao-Jie Wang, Yong-Teng Wang, Zi-Wei Zhao, Yong-Min Li, Tian-Shu Yang,
- Abstract要約: エルビウムイオンドープTFLNを用いた最初のオンチップ量子メモリを実現した。
開発された量子メモリは、効率が1.95%の400 nsの記憶時間を達成する。
その結果、TFLNにおける通信帯域の時間ビン量子ビットに対する最初のオンチップ量子メモリが実証された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.502950470016542
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Integrated photonics has emerged as a promising platform for quantum communication and quantum computation. Thin-film lithium niobate (TFLN) has gained significant attention in this field due to its exceptional optical properties, enabling the realization of numerous integrated photonic devices. However, quantum memory, which serves as a universal building block for the quantum internet, has not yet been demonstrated in TFLN. In this study, we realized the first on-chip quantum memory using erbium ions doped TFLN. The developed quantum memory achieves a storage time of 400 ns with an efficiency of 1.95%, significantly outperforming conventional waveguide delay lines. The multimode capability is demonstrated by successfully storing four temporal modes. Furthermore, single-photon-level coherent pulses are encoded into time-bin qubits and stored with a fidelity of 96.8% , surpassing the classical limit achievable by measure-and-prepare strategy. Our results demonstrate the first on-chip quantum memory for telecom-band time-bin qubits in TFLN, providing a key building block toward integrated quantum registers and repeaters for scalable quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 集積フォトニクスは量子通信と量子計算のための有望なプラットフォームとして登場した。
薄膜のニオブ酸リチウム(TFLN)は、その光学的特性によってこの分野に大きな注目を集めており、多数の集積フォトニックデバイスの実現を可能にしている。
しかし、量子インターネットの普遍的な構築ブロックとして機能する量子メモリは、まだTFLNでは実証されていない。
本研究では,エルビウムイオンをドープしたTFLNを用いた最初のオンチップ量子メモリを実現する。
開発された量子メモリは、効率が1.95%の400 nsの記憶時間を実現し、従来の導波路遅延線よりも大幅に優れていた。
4つのテンポラリモードをうまく保存することで、マルチモード能力を実証する。
さらに、単一光子レベルのコヒーレントパルスはタイムビン量子ビットに符号化され、96.8%の忠実度で保存される。
我々は,TFLNにおける通信帯域タイムビン量子ビットのための最初のオンチップ量子メモリを実証し,拡張性のある量子情報処理のための量子レジスタとリピータへの鍵となるビルディングブロックを提供する。
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