Noiseless signal shaping and cluster-state generation with a quantum memory cell

Abstract

In this article, we employ multimode radiation of a synchronously pumped optical parametric oscillator (SPOPO) to build a cluster state through a conversion on the base of quantum memory cell. We demonstrate that by choosing an appropriate driving field we can ensure the effective writing of the only one supermode from the entire set of the SPOPO squeezed supermodes. Further, by changing the driving field profile at the readout, we convert the time profile of the retrieved signal while maintaining its quantum state. We demonstrate the possibilities of using the presented scheme by the example of creating a four-mode linear cluster state of light.

Влияние Дифракции На Импульс Сжатого Света В Протоколе Многомодовой Резонансной Квантовой Памяти На Тепловом Атомном Ансамбле

“…Однако в нашей работе мы рассмотрели наиболее простую форму управляющего поля, когда оно является плоской монохроматичной волной. В работах [27][28][29][30] было показано, как можно подобрать форму управляющего поля, чтобы записать сигнал с произвольным заданным временным профилем. На языке собственных функций это означает, что при правильно подобранном управляюшем поле одна из собственных функций будет совпадать с временным профилем сигнала на входе в ячейку, т. е. задача сведется к одномодовой, для которой дифракцию можно подавить при гомодинировании.…”

Управляемый Логический Вентиль На Четырехузловом Линейном Гибридном Кластерном Состоянии

“…В работе [39] авторы предлагают искать такой профиль методом множителей Лагранжа. В работе [40] используется итерационная процедура поиска формы управляющего сигнала, факторизующего ядро интегрального преобразования. Для дальнейшего построения здесь нам удобнее использовать этот метод.…”

“…Вклад vac формируется всеми модами поля кроме сигнальной, находящимися в вакуумном состоянии. Ядро G ab (t, z ) зависит от профиля управляющего поля, что позволяет подобрать форму управляющего поля таким образом [40], чтобы его явный вид мог быть выражен в виде произведения временного профиля L(t) поля, которое хотим записать в ячейку, на пространственный профиль g(z ), образовавшейся в ячейке спиновой волны:…”

Pulsed atom-mechanical quantum non-demolition gate

“…[37][38][39] In addition, techniques to change the time profile of squeezed light while maintaining the squeezing magnitude are being developed. 40 After establishing quantum gates between atoms, 11,41 hybrid gates with other platforms become the next target. In the future, the possibility to achieve a fundamentally different type of interaction between atoms and mechanics is much more inspiring.…”