利用囚禁离子单光子在铷蒸气中实现慢光
量子物理
2021-01-13 v1 原子物理
摘要
量子网络的实际实现可能会接口不同类型的量子系统。当光子互连将这些系统连接在一起时，必须保持光子的量子特性。这些光-物质接口可用作必要的通信工具，例如用于同步光子到达时间以实现纠缠分发。囚禁离子因其长量子比特寿命（C. Langer 等，PRL，238，060502，(2005)）和高保真度离子-光子纠缠（A. Stute 等，Nat.，485，482，(2012)）而成为通信节点的有力候选者，而中性原子是多功能的量子系统，可用作存储器（L.M. Duan 等，Nat.，414，413 (2001)，B. Jing 等，arXiv:1801.01193，H. P. Specht，Nat.，473，190 (2011)）、用于通过慢光进行光子存储（O. Katz 等，Nat. Comm.，9，2074 (2018)）或可调光子延迟（R. M. Camacho 等，PRA，73，063812，(2006)，Camacho 等，PRL，98，153601，(2007)）。这两种量子技术的发展在很大程度上是分开进行的，部分原因是它们的工作波长不同，但结合这些平台为量子网络和分布式量子计算提供了一个引人注目的混合量子系统。在此，我们通过在热原子蒸气中实现慢光，展示了囚禁离子发射的光子与中性原子的首次相互作用。我们利用热 Rb 蒸气中的两个超精细吸收共振提供慢光介质，其中来自囚禁 Ba 离子的单光子被延迟多达 13.50.5 ns。该延迟是可调的，并保持了光子的时间特性。该结果展示了一个混合接口，可用于将不同量子系统连接在一起，或作为光子到达时间的同步工具——这是未来量子网络的重要工具。
引用
@article{arxiv.1808.07928,
title = {Demonstration of Slow Light in a Rubidium Vapour Using Single Photons from a Trapped Ion},
author = {James D. Siverns and John Hannegan and Qudsia Quraishi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.07928},
year = {2021}
}
备注
7 pages, 4 main figures, 2 extended figures