論文の概要: Inhomogeneous Light-Matter Coupling as a Resource for Noiseless Quantum Memory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.26783v2
• Date: Tue, 02 Jun 2026 07:03:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-04 10:57:21.669484
• Title: Inhomogeneous Light-Matter Coupling as a Resource for Noiseless Quantum Memory
• Title（参考訳）: ノイズレス量子メモリの資源としての不均質光マター結合
• Authors: Fumiya Hanamura, Sicheng Bao, Jie Lerk Yoo, Alexia Auffèves, Steven Touzard,
• Abstract要約: 2レベル系の不均一アンサンブルは、基本的な光物質物理学および量子ネットワーク応用において重要である。 我々は,このようなシステムにおける集合力学の直観的かつ解析的な記述を提供する一般的な導波管モデルを開発した。 エコーに基づく量子記憶の場合、このモデルは断熱パルスによるノイズ・エチョ抑制の物理的起源を明らかにする。 絡み合い発生のため、同じ機構は、未探索のロバスト制御パルスの制限を露呈し、新しい複合パルスプロトコルをもたらす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Inhomogeneous ensembles of two-level systems are important for both fundamental light-matter physics and quantum-network applications. Here we develop a general waveguide model that provides an intuitive and analytical description of collective dynamics in such systems by mapping the subradiant modes to an effective waveguide with well-defined input-output relations. For echo-based quantum memories, the model reveals the physical origin of noisy-echo suppression by adiabatic pulses and shows that inhomogeneous light-matter coupling can be harnessed as a resource for noiseless storage. For entanglement generation, the same mechanism exposes a previously unexplored limitation of robust control pulses and leads to a new composite-pulse protocol that overcomes it. These results establish the waveguide model as a practical bridge between fundamental collective physics and quantum-network protocol design, with direct implications for high-fidelity memories and robust entanglement generation in inhomogeneous ensembles.
• Abstract（参考訳）: 2レベル系の不均一アンサンブルは、基本的な光物質物理学と量子ネットワーク応用の両方において重要である。 ここでは、サブラジアントモードを、適切に定義された入出力関係を持つ効果的な導波管にマッピングすることにより、そのようなシステムにおける集合力学の直観的かつ解析的な記述を提供する一般的な導波管モデルを開発する。 エコーベースの量子メモリの場合、このモデルは断熱パルスによるノイズ・エチョ抑制の物理的起源を明らかにし、不均一な光・物質結合をノイズのない記憶資源として利用できることを示す。 絡み合い発生のため、同じ機構は、未解明のロバスト制御パルスの制限を露呈し、それを克服する新しい複合パルスプロトコルをもたらす。 これらの結果は、基本集合物理学と量子ネットワークプロトコル設計の実践的な橋渡しとして導波路モデルを確立し、不均一なアンサンブルにおける高忠実性記憶と堅牢な絡み合い生成に直接的な意味を持つ。

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