冷原子气体与晶体之间的光量子态传输
量子物理
2018-07-16 v1
摘要
连接本质不同的量子系统是构建未来混合量子网络的关键。相较于同质网络，此类异构网络因将不同量子节点的各自优势融合于单一网络架构中而具备更优能力。然而，由于涉及接口光子的波长与带宽匹配等极高的基础与技术挑战，目前关于光学混合互联的研究极少。在此我们报道了两个具有光子存储能力的异质物质量子系统之间的首个光学量子互联。我们展示了利用级联量子频率转换，可通过电信波长的单光子在冷原子系综与稀土掺杂晶体之间忠实地传输量子态。我们首先证明，冷原子系综中光子与单个集体自旋激发之间的量子关联可被转移到固态系统中。我们还展示了在冷原子系综中生成的单光子时间-bin量子比特可被转换、存储并从晶体中读出，其条件量子比特保真度超过 。我们的结果开启了连接具有不同能力的量子节点的前景，并代表着向实现大规模混合量子网络迈出的重要一步。
引用
@article{arxiv.1807.05173,
title = {Photonic quantum state transfer between a cold atomic gas and a crystal},
author = {Nicolas Maring and Pau Farrera and Kutlu Kutluer and Margherita Mazzera and Georg Heinze and Hugues de Riedmatten},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.05173},
year = {2018}
}