Оптическая квантовая память на атомных ансамблях: физические принципы, эксперименты и возможности применения в квантовом повторителе

С.А. Моисеев^†^а, М.М. Миннегалиев^а, К.И. Герасимов^а, Е.С. Моисеев^а, А.Д. Деев^б, в, Ю.Ю. Балега^г
^аКазанский квантовый центр, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева, ул. К. Маркса 10, Казань, 420111, Российская Федерация
^бМосковский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет), Институтский пер. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141701, Российская Федерация
^вАО Центр Исследований и Разработок, АО ЦИР, Большой Балканский переулок 20, Москва, 129090, Российская Федерация
^гРоссийская академия наук, Институт БРИКС по изучению сетей будущего, Китай·Шэньчжэнь

Изложены физические принципы оптической квантовой памяти на атомных ансамблях с ориентацией на протоколы, которые были успешно экспериментально реализованы. Среди рассматриваемых протоколов наибольшее внимание уделяется закономерностям квантовой памяти на медленном свете и фотонном эхе и на их реализации в кристаллах, активированных редкоземельными ионами, обладающих большим временем жизни квантовой когерентности на оптических и спиновых переходах. Анализируются подходы и проблемы в достижении высокой эффективности и других практически значимых параметров квантовой памяти в реальных условиях проведения эксперимента. Обсуждаются пути дальнейшего совершенствования оптической квантовой памяти и возможности её применения в создании оптического квантового повторителя.

Текст pdf (582 Кб)

Скачивая файл я соглашаюсь с условиями использования.

English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2024.06.039694

Ключевые слова: оптическая квантовая память, двух- и трёхуровневые атомные ансамбли, оптическая и спиновая когерентность, электромагнитно-индуцированная прозрачность, нерезонансный рамановский переход, расщепление Аутлера Таунса, фотонное эхо, кристаллы с редкоземельными ионами, квантовый повторитель
PACS: 03.67.−a, 42.40.Md, 42.50.Ex (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2024.06.039694
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2025/5/a/
Web of Science

001524725300001
Scopus

2-s2.0-105008976012
ADS NASA

2025PhyU...68..431M
Цитата: Моисеев С А, Миннегалиев М М, Герасимов К И, Моисеев Е С, Деев А Д, Балега Ю Ю "Оптическая квантовая память на атомных ансамблях: физические принципы, эксперименты и возможности применения в квантовом повторителе" УФН 195 455–477 (2025)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 24 апреля 2024, одобрена в печать: 10 июня 2024

English citation: Moiseev S A, Minnegaliev M M, Gerasimov K I, Moiseev E S, Deev A D, Balega Yu Yu “Optical quantum memory in atomic ensembles: physical principles, experiments, and potential of application in a quantum repeater” Phys. Usp. 68 431–451 (2025); DOI: 10.3367/UFNe.2024.06.039694

Список литературы (301) Статьи, ссылающиеся на эту (7) Похожие статьи (20) ↓

Р.А. Ахмеджанов, Ю.Ю. Балега и др. «Квантовые повторители: актуальные направления исследований и последние достижения» УФН 195 909–938 (2025)
Д.Д. Сукачёв «Протяжённые квантовые сети» УФН 191 1077–1094 (2021)
В.В. Кочаровский, В.В. Железняков и др. «Сверхизлучение: принципы генерации и реализация в лазерах» УФН 187 367–410 (2017)
A.П. Алоджанц, Д.В. Царёв и др. «Квантовая оптическая метрология» УФН 194 711–739 (2024)
Л.И. Меньшиков «Сверхизлучение и некоторые родственные явления» УФН 169 113–154 (1999)
В.В. Железняков, В.В. Кочаровский, В.В. Кочаровский «Волны поляризации и сверхизлучение в активных средах» УФН 159 193–260 (1989)
С.Я. Килин «Квантовая информация» УФН 169 507–527 (1999)
А.Г. Лундин, В.Е. Зорин «Ядерный магнитный резонанс в конденсированных средах» УФН 177 1107–1132 (2007)
Д.Н. Клышко «Основные понятия квантовой физики с операциональной точки зрения» УФН 168 975–1015 (1998)
М.Б. Менский «Концепция сознания в контексте квантовой механики» УФН 175 413–435 (2005)
И.В. Баргатин, Б.А. Гришанин, В.Н. Задков «Запутанные квантовые состояния атомных систем» УФН 171 625–647 (2001)
Е.А. Екимов, М.В. Кондрин «Примесно-вакансионные комплексы в алмазе: перспективы синтеза и применений» УФН 187 577–598 (2017)
М.В. Давидович «Гиперболические метаматериалы: получение, свойства, применения, перспективы» УФН 189 1249–1284 (2019)
А.В. Андреев «Оптическое сверхизлучение: новые идеи и новые эксперименты» УФН 160 (12) 1–46 (1990)
С.А. Асеев, Б.Н. Миронов и др. «Структурная динамика тонкоплёночных материалов: достижения, проблемы, перспективы» УФН 195 681–694 (2025)
В.В. Климов «Управление излучением элементарных квантовых систем с помощью метаматериалов и нанометачастиц» УФН 191 1044–1076 (2021)
К.А. Валиев «Квантовые компьютеры и квантовые вычисления» УФН 175 3–39 (2005)
А.В. Белинский, Д.Н. Клышко «Интерференция света и теорема Белла» УФН 163 (8) 1–45 (1993)
Я.А. Смородинский, А.Л. Шелепин, Л.А. Шелепин «Групповые и вероятностные основы квантовой теории» УФН 162 (12) 1–95 (1992)
А.В. Андреев, В.И. Емельянов, Ю.А. Ильинский «Коллективное спонтанное излучение (сверхизлучение Дике)» УФН 131 653–694 (1980)

Список формируется автоматически.