論文の概要: Programmable cavity-enhanced telecom quantum memory in thin-film lithium niobate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.14777v1
• Date: Thu, 14 May 2026 12:42:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-15 21:45:34.826068
• Title: Programmable cavity-enhanced telecom quantum memory in thin-film lithium niobate
• Title（参考訳）: 薄膜ニオブ酸リチウムにおけるプログラム可能なキャビティ強化型テレコム量子メモリ
• Authors: Chengdong Yang, Hanwen Guo, Yu-Yang An, Qian He, Chi Lu, Ziheng Jiang, Yan-Qing Lu, Shining Zhu, Xiao-Song Ma,
• Abstract要約: スペクトル多重化テレコム量子ネットワークは、効率的なストレージとプログラム可能な周波数アドレスを結合した量子メモリを必要とする。 ここでは、等方的に精製された167mathrmEr3+$ドープ薄膜ニオブ酸リチウムマイクロリング共振器における空洞型量子メモリを実証する。 本研究は, エルビウムドープ窒化リチウム薄膜を, スペクトル多重量子ネットワークのためのプログラマブル光マターインタフェースとして確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.413023497651423
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spectrally multiplexed telecom quantum networks require quantum memories that combine efficient storage with programmable frequency addressing. An ideal integrated implementation should therefore unite a native telecom transition, efficient storage and fast on-chip spectral control. Here we demonstrate a cavity-enhanced quantum memory in an isotopically purified $^{167}\mathrm{Er}^{3+}$-doped thin-film lithium niobate microring resonator. Long-lived hyperfine shelving states support persistent, high-contrast atomic frequency comb preparation, with a single-component comb lifetime of $277.6 \pm 52.6$s. Together with cavity impedance matching, this yields an on-chip storage efficiency of $23.3 \pm 0.5\%$ for 100-ns storage. The intrinsic electro-optic response of lithium niobate enables frequency-selective storage and routing of retrieved photons at rates up to 20~MHz with inter-channel crosstalk below $10^{-4}$. We further store and retrieve time-energy-entangled telecom photons, violating an entanglement-witness bound by more than 11 standard deviations and thus verifying the quantum nature of the storage process. Our results establish erbium-doped thin-film lithium niobate as a programmable light--matter interface for spectrally multiplexed quantum networks.
• Abstract（参考訳）: スペクトル多重化テレコム量子ネットワークは、効率的なストレージとプログラム可能な周波数アドレスを結合した量子メモリを必要とする。 したがって、理想的な統合実装は、ネイティブな通信トランジション、効率的なストレージ、高速なオンチップスペクトル制御を統一する必要がある。 ここでは、等方的に精製された$^{167}\mathrm{Er}^{3+}$-doped thin-filmlium niobate microring Resonatorにおける空洞強化量子メモリを実証する。 長期間の超微細シェルビング状態は、持続的で高コントラストの原子周波数コムの準備をサポートし、単成分のコム寿命は277.6 \pm 52.6$sである。 キャビティインピーダンスマッチングと合わせて、オンチップのストレージ効率は23.3 \pm 0.5\%である。 ニオブ酸リチウムの固有の電気光学応答は、取得した光子の最大20〜MHzの周波数選択的な保存とルーティングを可能にし、チャネル間クロストークは10〜4ドル以下である。 さらに、時間エネルギーに縛られた通信光子を格納し、11以上の標準偏差で束縛された絡み合いの知性に違反し、ストレージプロセスの量子的性質を検証する。 本研究は, エルビウムドープ窒化リチウム薄膜を, スペクトル多重量子ネットワークのためのプログラマブル光物質インターフェースとして確立した。

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