論文の概要: Integrated Photon-Memory Entanglement Generation using Dual Photonic Resonators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.01324v1
• Date: Wed, 01 Jul 2026 18:00:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-03 19:45:08.544049
• Title: Integrated Photon-Memory Entanglement Generation using Dual Photonic Resonators
• Title（参考訳）: デュアルフォトニック共振器を用いた集積光子メモリエンタングルメント生成
• Authors: Alexander Kolar, Ian Chin, Conner Fong, Daniil M. Lukin, Melissa A. Guidry, Milan Palei, Jelena Vučković, Tian Zhong,
• Abstract要約: 二重炭化ケイ素マイクロリング共振器を用いたテレコム光子メモリエンタングルメント生成のための集積フォトニックアーキテクチャ 我々は、88.1$pm$10.6%の単一ペア干渉可視性で光子メモリの絡み合わせを生成し、検証する。 その結果、光子メモリの絡み合い生成のための最初の統合プラットフォームを確立し、チップスケールの量子リピータへのスケーラブルな経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.0739671779695
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Scalable quantum networks require the efficient generation, storage, and synchronization of entanglement between photonic qubits and quantum memories. Quantum repeater architectures based on absorptive rare-earth-ion photonic memories offer a promising route toward highly multiplexed quantum networking, but integrating spectrally matched photon sources and quantum memories within a common platform remains a major challenge. Here we demonstrate an integrated photonic architecture for telecom photon-memory entanglement generation based on dual silicon-carbide microring resonators. One resonator operates as an entangled photon-pair source, while the other functions as a cavity-enhanced atomic-frequency-comb quantum memory. The memory resonator achieves an ensemble cooperativity of 1.9 and is intrinsically spectrally matched to the photon source, enabling storage of entangled telecom photons without spectral modification. We generate and verify photon-memory entanglement with a single-pair interference visibility of 88.1 $\pm$ 10.6%. By exploiting the multimode capacity of the memory, we demonstrate high-dimensional photon-memory qudit entanglement spanning up to 63 temporal modes, leading to a maximum photon information efficiency of 5.1 Ebits per detected photon and a peak on-chip photon-memory entanglement rate of 5.6 kEbits s$^{-1}$. These results establish the first integrated platform for photon-memory entanglement generation and provide a scalable route toward chip-scale quantum repeaters and memory-enabled quantum networks operating over telecommunications infrastructure.
• Abstract（参考訳）: スケーラブルな量子ネットワークは、フォトニック量子ビットと量子メモリの間の絡み合いの効率的な生成、保存、同期を必要とする。 吸収性希土類イオンフォトニックメモリに基づく量子リピータアーキテクチャは、高多重化量子ネットワークへの有望な経路を提供するが、スペクトルにマッチした光子源と量子メモリを共通のプラットフォームに統合することは大きな課題である。 本稿では,2重化ケイ素-炭化物マイクロリング共振器を用いたテレコム光子メモリ・エンタングルメント生成のための集積フォトニックアーキテクチャについて述べる。 1つの共振器は絡み合った光子対光源として動作し、もう1つは共振器強化原子周波数コム量子メモリとして機能する。 メモリ共振器は、1.9のアンサンブル協調性を達成し、光子源に固有のスペクトルマッチングを施し、スペクトル修正なしに絡み合ったテレコム光子の記憶を可能にする。 我々は、88.1$\pm$10.6%の単一ペア干渉可視性で光子メモリの絡み合わせを生成し、検証する。 メモリのマルチモード容量を利用して、63の時間モードにまたがる高次元光子メモリカウディットの絡み合いを実証し、検出された光子当たり5.1Ebitsの最大光子情報効率と5.6kEbits s$^{-1}$のピークオンチップ光子メモリの絡み合い率を最大化する。 これらの結果は、光子メモリの絡み合い生成のための最初の統合プラットフォームを確立し、チップスケールの量子リピータや、通信インフラを介して動作するメモリ対応量子ネットワークへのスケーラブルな経路を提供する。

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