Реализация протокола квантовой памяти на основе восстановления сигнала подавленного эха в ортогональной геометрии на телекоммуникационной длине волны

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной работе экспериментально реализован протокол оптической квантовой памяти на основе восстановления сигнала подавленного эха (ROSE) на телекоммуникационной длине волны для сигнальных световых полей с малым числом фотонов. Для этого была инициализирована долгоживущая (> 1 c) линия поглощения и выбрана ортогональная геометрия распространения сигнального и рефазирующего полей. Достигнута эффективность восстановления для ортогональных компонент поляризации сигнального импульса 17±1 % при времени хранения 60 мкс. Входной импульс содержал в среднем ~ 38 фотонов, а восстановленный эхо-сигнал ~ 6 фотонов при отношении сигнал-шум = 1.3.

Об авторах

М. М Миннегалиев

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева

Email: mansur@kazanqc.org

К. И Герасимов

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева

Email: mansur@kazanqc.org

С. А Моисеев

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева

Автор, ответственный за переписку.
Email: mansur@kazanqc.org

Список литературы

  1. K. Heshami, D.G. England, P.C. Humphreys, P. J. Bustard, V.M. Acosta, J. Nunn, and B. J. Sussman, J. Mod. Opt. 63, 2005 (2016).
  2. N. Sangouard, C. Simon, H. de Riedmatten, and N. Gisin, Rev. Mod. Phys. 83, 33 (2011).
  3. F. Bussi'eres, N. Sangouard, M. Afzelius, H.De Riedmatten, and W. Tittel, J. Mod. Opt. 60, 1519 (2013).
  4. T. Chaneli'ere, G. H'etet, and N. Sangouard, Advances in Atomic, Molecular and Optical Physics 67, 77 (2018).
  5. A. I. Lvovsky, B.C. Sanders, and W. Tittel, Nat. Photonics 3, 706 (2009).
  6. S.A. Moiseev and S. Kroll, Phys. Rev. Lett. 87, 173601 (2001).
  7. W. Tittel, M. Afzelius, T. Chaneli'ere, R. L. Cone, S. Kr¨oll, S.A. Moiseev, and M. Sellars, Laser Photonics Rev. 4, 244 (2009).
  8. V. Damon, M. Bonarota, A. Louchet-Chauvet, T. Chaneli'ere, and J.-L. Le Gou¨et, New J. Phys. 13, 093031 (2011).
  9. J. Ruggiero, J.-L. Le Gou¨et, C. Simon, and T. Chaneliere, Phys. Rev. A 79, 053851 (2009).
  10. H.Y. Carr and E.M. Purcell, Phys. Rev. 94, 630 (1954).
  11. M. Bonarota, J. Dajczgewand, A. Louchet-Chauvet, J.-L. Le Gou¨et, and T. Chaneli'ere, Laser Phys. 24, 094003 (2014).
  12. K. I. Gerasimov, M.M. Minnegaliev, S.A. Moiseev, R.V. Urmancheev, T. Chaneli'ere, and A. Louchet-Chauvet, Opt. Spectrosc. 123, 211 (2017).
  13. X.-X. Li, P. Zhou, Y.-H. Chen, and X. Zhang, arXiv:2203.03887v2 (2022).
  14. V. Ranjan, Y. Wen, A.K.V. Keyser, S.E. Kubatkin, A.V. Danilov, T. Lindstr¨om, P. Bertet, and S.E. de Graaf, Phys. Rev. Lett. 129, 180504 (2022).
  15. A. Arcangeli, A. Ferrier, and P. Goldner, Phys. Rev. A 93, 062303 (2016).
  16. M.M. Minnegaliev, K. I. Gerasimov, R.V. Urmancheev, A.M. Zheltikov, and S.A. Moiseev, Phys. Rev. B 103, 174110 (2021).
  17. S.A. Moiseev, M.M. Minnegaliev, E. S. Moiseev, K. I. Gerasimov, A.V. Pavlov, T.A. Rupasov, N.N. Skryabin, A.A. Kalinkin, and S.P. Kulik, Phys. Rev. A 107, 043708 (2023).
  18. C. Liu, Z.-Q. Zhou, T. Zhu, L. Zheng, M. Jin, X. Liu, P.-Y. Li, J. Huang, Y. Ma, T. Tu, T.-S. Yang, C.-F. Li, and G. Guo, Optica 7, 192 (2020).
  19. J. Dajczgewand, J.-L. Le Gou¨et, A. Louchet-Chauvet, and T. Chaneli'ere, Opt. Lett. 39, 2711 (2014).
  20. M.M. Minnegaliev, K. I. Gerasimov, T.N. Sabirov, R.V. Urmancheev, and S.A. Moiseev, JETP Lett. 115, 720 (2022).
  21. F. De Seze, F. Dahes, V. Crozatier, I. Lorger'e, F. Bretenaker, and J. L. Le Gou¨et, Eur. Phys. J. D 33, 343 (2005).
  22. F. K¨onz, Y. Sun, W. Thiel, L. Cone, W. Equall, L. Hutcheson, and M. Macfarlane, Phys. Rev. B Condens. Matter Mater. Phys. 68, 1 (2003).
  23. M. Ranˇci'c, M. P. Hedges, R. L. Ahlefeldt, and M. J. Sellars, Nat. Phys. 14, 50 (2017).
  24. J. S. Stuart, M. Hedges, R. Ahlefeldt, and M. Sellars, Phys. Rev. Res. 3, L032054 (2021).
  25. S. Yasui, M. Hiraishi, A. Ishizawa, H. Omi, T. Inaba, X. Xu, R. Kaji, S. Adachi, and T. Tawara, Optics Continuum 1, 1896 (2022).
  26. W.B. Mims, Phys. Rev. 168, 370 (1968).
  27. N. Sangouard, C. Simon, M. Afzelius, and N. Gisin, Phys. Rev. A 75, 032327 (2007).
  28. T.-X. Zhu, C. Liu, M. Jin, M.-X. Su, Y.-P. Liu,W.-J. Li, Y. Ye, Z.-Q. Zhou, C.-F. Li, and G.-C. Guo, Phys. Rev. Lett. 128, 180501 (2022).
  29. B. I. Bantysh, K.G. Katamadze, Y. I. Bogdanov, and K. I. Gerasimov, JETP Lett. 116, 29 (2022).
  30. Y.-Z. Ma, M. Jin, D.-L. Chen, Z.-Q. Zhou, C.-F. Li, and G.-C. Guo, Nat. Commun. 12, 4378 (2021).
  31. G. Heinze, C. Hubrich, and T. Halfmann, Phys. Rev. Lett. 111, 033601 (2013).
  32. Y. Ma, Y.-Z. Ma, Z.-Q. Zhou, C.-F. Li, and G.-C. Guo, Nat. Commun. 12, 2381 (2021).
  33. Moiseev S.A., Skrebnev V.A. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. 2015. Т. 48. № 13. С. 135503.
  34. M. Ranˇci'c, High resolution spectroscopy of erbium solids. PhD thesis, Australian National University, Canberra (2018); doi: 10.25911/5d67b2f1ee8f3.
  35. A.M. Dibos, M. Raha, C.M. Phenicie, and J.D. Thompson, Phys. Rev. Lett. 120, 243601 (2018).
  36. S. Chen, M. Raha, C.M. Phenicie, S. Ourari, and J.D. Thompson, Science 370, 592 (2020).
  37. D. Liu, P.-Y. Li, T. Zhu, L. Zheng, J. Huang, Z.-Q. Zhou, C.-F. Li, and G.-C. Guo, Phys. Rev. Lett. 129, 210501 (2022).

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах