論文の概要: Efficient Ion-Photon Quantum Interface with Long-Working-Distance Exceeding 26 mm

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.25598v1
• Date: Tue, 22 Sep 2026 02:45:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-23 18:04:04.185746
• Title: Efficient Ion-Photon Quantum Interface with Long-Working-Distance Exceeding 26 mm
• Title（参考訳）: 長寿命26mmの高効率イオン光量子界面
• Abstract要約: 長い加工距離26.15mm、高い開口率0.5のイオン-光子界面を特徴付ける。 界面は、イオンから検出器への光子検出効率(1.29$pm$0.09)%の光子検出効率を達成した。 これらの結果は、トラップイオン量子ネットワーク実験のための長距離光子収集インタフェースの実践的な実装を示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.490497611276398
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Trapped-ion quantum networks rely on efficient ion-photon interfaces, while objective-based free-space collection systems must balance high photon collection with sufficient working distance for practical integration with ion-trap hardware. Here, we design and characterize an ion-photon interface with a long working distance of 26.15 mm and a high numerical aperture of 0.5. The core of the interface is a photon-collection objective consisting of six commercial spherical lenses with optimized spacing. The interface achieved an overall fiber-coupled photon-detection efficiency of (1.29$\pm$0.09)% from the ion to the detector and maintains fiber coupling over several hours without active realignment, supporting stable operation of the ion-to-fiber interface. Photon-correlation measurements show clear antibunching in the fiber-coupled fluorescence, confirming the preservation of non-classical photon statistics. These results demonstrate a practical implementation of a long-working-distance photon collection interface for trapped-ion quantum network experiments.
• Abstract（参考訳）: トラップされたイオン量子ネットワークは効率的なイオン光子インタフェースに依存し、一方、客観的な自由空間収集システムは、イオントラップハードウェアとの実用的な統合のために十分な作業距離で高光子コレクションのバランスをとる必要がある。 ここでは、長い加工距離26.15mm、高い開口率0.5のイオン-光子界面の設計と特徴付けを行う。 インターフェースのコアは、最適化された間隔を持つ6つの商用球面レンズからなる光子衝突目標である。 界面は、イオンから検出器への(1.29$\pm$0.09)%の光子検出効率を達成し、アクティブな配向なしに数時間にわたって繊維結合を維持し、イオン対ファイバー界面の安定な動作をサポートする。 フォトン相関測定は、光ファイバー結合蛍光において明らかなアンチバンチングを示し、非古典的なフォトン統計の保存を確認した。 これらの結果は、トラップイオン量子ネットワーク実験のための長距離光子収集インタフェースの実践的な実装を示している。

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