腔 QED 中用于光子量子比特的高效原子量子存储器

我们研究了一种在腔 QED 中存储偏振光子量子比特的原子量子存储器方案。观察到单光子脉冲与$\Lambda$型原子之间的量子态交换可通过光学腔中的散射实现[T. W. Chen, C. K. Law, P. T. Leung, Phys. Rev. A {\bf 69} (2004) 063810]。该交换仅限于具有相等偶极耦合的$\Lambda$型原子的强耦合 regime。我们将腔 QED 中的该方案扩展，提出了一种结合投影测量的更可行且高效的量子存储器方法。此方法无需偶极耦合满足此类条件。其保真度显著高于交换方案，即使在中等耦合 regime 下，通过充分窄化光子脉冲谱也可达到近乎 unity。该高性能基本不受原子损耗、腔泄漏或失谐影响，而代价是投影测量的成功概率有所折损。