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Optimization and readout-noise analysis of a warm-vapor electromagnetically-induced-transparency memory on the Cs D₁ line

Esguerra Rodriguez, Luisa und Meßner, Leon und Robertson, Elizabeth und Ewald, Norman Vincenz und Gundogan, Mustafa und Wolters, Janik (2023) Optimization and readout-noise analysis of a warm-vapor electromagnetically-induced-transparency memory on the Cs D₁ line. Physical Review A, 107, 042607. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevA.107.042607. ISSN 2469-9926.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
609kB

Offizielle URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.107.042607

Kurzfassung

Quantum memories promise to enable global quantum repeater networks. For field applications, alkali-metal vapors constitute an exceptional storage platform, as neither cryogenics, nor strong magnetic fields are required. We demonstrate a technologically simple, in principle satellite-suited quantum memory based on electromagnetically induced transparency on the cesium D1 line, and focus on the tradeoff between end-to-end efficiency and signal-to-noise ratio, both being key parameters in applications. For coherent pulses containing one photon on average, we achieve storage and retrieval with end-to-end efficiencies of eta_e2e = 13(2)%, which correspond o internal memory efficiencies of eta_mem = 33(1)%. Simultaneously, we achieve a noise level corresponding to µ1 = 0.07(2) signal photons. This noise is dominated by spontaneous Raman scattering, with contributions from fluorescence. Four-wave mixing noise is negligible, allowing for further minimization of the total noise level.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/202499/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Optimization and readout-noise analysis of a warm-vapor electromagnetically-induced-transparency memory on the Cs D₁ line
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Esguerra Rodriguez, LuisaLuisa.EsguerraRodriguez (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0003-2647-6349152091436
Meßner, LeonLeon.Messner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4445-4712NICHT SPEZIFIZIERT
Robertson, ElizabethElizabeth.Robertson (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0856-5893NICHT SPEZIFIZIERT
Ewald, Norman Vincenznorman.ewald (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gundogan, MustafaMustafa.Guendogan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wolters, JanikJanik.Wolters (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 April 2023
Erschienen in:Physical Review A
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:107
DOI:10.1103/PhysRevA.107.042607
Seitenbereich:042607
Verlag:American Physical Society
ISSN:2469-9926
Status:veröffentlicht
Stichwörter:quantum memories, EIT, quantum technologies
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Quanteninformation und Kommunikation
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Optische Sensorsysteme > Terahertz- und Laserspektroskopie
Hinterlegt von: Esguerra Rodriguez, Luisa
Hinterlegt am:01 Feb 2024 07:48
Letzte Änderung:06 Feb 2024 11:09

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