論文の概要: Long-lived quantum memories with rare-earth ions doped in crystals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.04526v1
- Date: Tue, 03 Nov 2026 08:52:38 GMT
- ステータス: 情報取得中
- システム内更新日: 2026-11-04 17:57:13.434048
- Title: Long-lived quantum memories with rare-earth ions doped in crystals
- Title（参考訳）: 希土類イオンを結晶中にドープした長寿命量子メモリ
- Abstract要約: 希土類イオンドープ結晶は、長寿命フォトニック量子メモリの最も有望な固体候補の1つである。
本稿では,レアアース系における長寿命スピンコヒーレンスの基礎となる物理機構について紹介する。
スピンコヒーレンス時間、光貯蔵時間、量子記憶時間という3つの異なる寿命と、時間スケールのスピンコヒーレンス、分から時間スケールの光ストレージ、分スケールの単一光子レベルの量子ストレージを達成した実験について概説する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1616236496333132
- License:
- Abstract: Quantum memory is a core enabling device for large-scale quantum networks, serving as the fundamental building block for quantum repeaters and transportable quantum memories. Among various physical platforms, rare-earth-ion-doped crystals stand out as one of the most promising solid-state candidates for long-lived photonic quantum memories, owing to their exceptionally long spin coherence time and their compatibility with integration. In this review, we first introduce the physical mechanisms underlying long-lived spin coherence in rare-earth systems, with particular emphasis on the zero-first-order-Zeeman transition and dynamical decoupling techniques. We then review the experimental progress in this field, highlighting three distinct lifetimes--the spin coherence time, the light storage time, and the quantum storage time--and covering experiments that have achieved hour-scale spin coherence, minute- to hour-scale light storage, and minute-scale single-photon-level quantum storage. Finally, we discuss the remaining challenges that hinder the realization of practical long-lived quantum memories, explore potential strategies to overcome these obstacles, and outline the prospects for their future applications in quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 量子メモリ(Quantum memory)は、量子リピータとトランスポート可能な量子メモリの基本的な構成要素として機能する、大規模量子ネットワークのコア可能なデバイスである。
様々な物理プラットフォームの中で、希土類イオンドープ結晶は、非常に長いスピンコヒーレンス時間と統合との相性から、長寿命フォトニック量子メモリの最も有望な固体候補の1つである。
本稿では,レアアース系における長寿命スピンコヒーレンスの基礎となる物理機構について紹介する。
スピンコヒーレンス時間、光貯蔵時間、量子記憶時間という3つの異なる寿命と、時間スケールのスピンコヒーレンス、分から時間スケールの光ストレージ、分スケールの単一光子レベルの量子ストレージを達成した実験について概説する。
最後に、実用的長期量子メモリの実現を妨げる残りの課題について議論し、これらの障害を克服するための潜在的戦略を探究し、将来の量子ネットワークへの応用の可能性について概説する。
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