論文の概要: Long-lived telecom-heralded single-photon storage in an absorptive spin-rephased quantum memory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.02579v1
- Date: Wed, 02 Sep 2026 13:23:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-03 17:53:18.380511
- Title: Long-lived telecom-heralded single-photon storage in an absorptive spin-rephased quantum memory
- Title（参考訳）: 吸収性スピン再相量子メモリにおける長寿命テレコム共有型単一光子ストレージ
- Authors: Alberto E. Rodríguez-Moldes, Félicien Appas, Jonathan Hänni, Jelena V. Rakonjac, Samuele Grandi, Hugues de Riedmatten,
- Abstract要約: Pr$3+$:Y$$SiO$_5$レアアースイオンドープ量子メモリにおける単一光子の古典的保存を示す。
次に,シーディング光子と保存信号光子の非古典的相関を示す。
Pr$3+$:Y$$$SiO$_5$sの容量と合わせて、この結果はスケーラブルな長距離量子リピータリンクへの重要なステップである。
- 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: Long-lived storage of single photons under the form of atomic excitations is at the foundation of long-distance entanglement distribution in quantum networks. To mitigate decoherence effects induced by the environment, rephasing of the hyperfine coherences using microwave pulses have been implemented in a variety of single-emitter and ensemble-based solid-state systems. However, the demonstration of storage of single photons in an absorptive quantum memory including such spin rephasing mechanism remains elusive. In this work, we show non-classical storage of telecom-heralded single photons in a Pr$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$ rare-earth ion doped crystal quantum memory using the atomic frequency comb (AFC) spin-wave protocol combined with a XY4 spin rephasing sequence. Long-lived AFC photon echoes are first observed in the classical regime for storage times of up to approximately 3 ms. We then demonstrate non-classical correlations between heralding photons and stored signal photons generated by a cavity-enhanced parametric photon-pair source for storage times of up to 180 $μ$s and with measured cross-correlation values as high as 4.6(4). Together with the capacity of Pr$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$ QMs to support highly efficient and multiplexed storage, this result represents a significant step towards scalable long-distance quantum repeater links.
- Abstract（参考訳）: 原子励起の形での単一光子の長期保存は、量子ネットワークにおける長距離エンタングルメント分布の基礎となっている。
環境によって引き起こされるデコヒーレンス効果を軽減するため、マイクロ波パルスを用いた超微細コヒーレンスの評価は、様々な単一エミッタおよびアンサンブル系固体系で実施されている。
しかし、そのようなスピン交換機構を含む吸収量子メモリにおける単一光子の貯蔵の実証は、いまだ解明されていない。
本研究は,原子周波数コム(AFC)スピン波プロトコルとXY4スピンリファスティングシーケンスを併用した,電気通信を主成分とする単一光子をPr$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$レアアースイオンドープ結晶量子メモリに非古典的に保存することを示す。
長寿命のAFC光子エコーは、保存時間約3msの古典的状態において最初に観測され、次に、キャビティ付パラメトリック光子ペア源によって生成され、最大180$μ$s、測定されたクロス相関値4.6(4)の非古典的相関を示す。
Pr$^{3+}$:Y$_2$SiO$_5$QMsの容量は、高効率で多重化されたストレージをサポートするため、スケーラブルな長距離量子リピータリンクへの重要なステップとなる。
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