铯 D1 线暖蒸气 EIT 存储器的优化与读出噪声分析

量子存储器有望实现全球量子中继器网络。对于现场应用，碱金属蒸气构成了一种卓越的存储平台，因为既不需要低温制冷，也不需要强磁场。我们展示了一种技术上简单、原则上适合卫星的基于铯 D1 线电磁感应透明的量子存储器，并聚焦于端到端效率与信噪比之间的权衡，这两者都是应用中的关键参数。对于平均含一个光子的相干脉冲，我们实现了存储与读取的端到端效率 $\eta_{e2e} = 13(2)\%$，对应于内部存储器效率 $\eta_{mem} = 33(1)\%$。同时，我们实现了对应于 $\mu_1 = 0.07(2)$ 个信号光子的噪声水平。该噪声主要由自发拉曼散射主导，并有荧光贡献。四波混频噪声可忽略不计，从而允许进一步最小化总噪声水平。