用于单光子量子存储的弱相干脉冲

摘要： 为测试量子网络元件的效率，常采用衰减激光脉冲替代单光子。本研究从理论上分析了沿传输线传播并入射至高精细度腔镜的衰减光脉冲（其强度处于单光子水平）的存储动力学过程。该存储通过将光子激发受控转移至腔内原子的亚稳态实现，此过程借助精心设计的拉曼跃迁激光脉冲完成——该脉冲既驱动原子运动，又最大限度降低腔镜反射。我们测定了采用单光子存储优化方案所达到的弱相干脉冲存储效率，确定了关键性能指标，并明确了任意脉冲在何种条件下其存储动力学趋近于单光子情形。本理论框架可推广至各类输入脉冲及由自旋系综构成的量子存储器，为制定最优存储与读出方案奠定了基础。