Введение
1 Обзор литературы 11
1.1 Зачем нужна квантовая память 11
1.1.1 Передача и хранение квантовой информации 11
1.1.2 Оптические линии задержки и резонаторы 15
1.1.3 Декогеренция и коррекция ошибок 16
1.1.4 Память для одиночных фотонов и световых импульсов: носители информации 18
1.2 Критерии работы квантовой памяти 19
1.2.1 Эффективность 19
1.2.2 Верность при условных и безусловных измерениях 20
1.2.3 Время хранения 21
1.2.4 Масштабируемость 21
1.3 Протоколы квантовой памяти и их экспериментальные реализации 23
1.3.1 Память на атомных ансамблях 24
1.3.2 Электромагнитная индуцированная прозрачность и замедление света 25
1.3.3 Адиабатическая и быстрая квантовые памяти 26
1.3.4 Рамановское взаимодействие 27
1.3.5 Квантовое неразрушающее взаимодействие 28
1.3.6 Фотонное эхо 28
1.4 Квантовая память на тепловых атомных ансамблях 30
1.4.1 Случай медленного движения атомов 31
1.4.2 Атомные ансамбли при комнатной температуре 32
1.4.3 Разогретые атомные ансамбли с буферным газом 32
2 Протокол быстрой резонансной квантовой памяти 33
2.1 Общее описание протокола 34
2.2 Сигнальное и управляющее поля 35
2.3 Гамильтониан взаимодействия для подансамбля 36
2.4 Уравнения Гейзенберга для подансамбля атомов 38
2.5 Решение квантовой и полуклассической задач 42
3 Модовый анализ квантовой памяти на неподвижном атомном ансамбле 46
3.1 Собственные функции полного цикла памяти и их спектр 47
3.2 Функции отклика среды 51
3.3 Сравнение модового состава моделей быстрой и адиабатической квантовой памяти 53
3.4 Заключение по главе 3 58
4 Сохранение сжатия и перепутывания для продольно многомодовой квантовой памяти
4.1 Светоделительная модель памяти и связь эффективности и сохранения сжатия в приближении светоделительной модели 60
4.2 Импульс сжатого света от одномодового субпуассоновского лазера с захватом фазы 62
4.3 Сравнение работы квантовой памяти относительно сохранения сжатия и эффек 4.4 Критерий Дуана для двух импульсов света 70
4.5 Считывание перепутанного состояния из широкополосной памяти 73
4.6 Ассиметричное запоминание перепутанных импульсов 76
4.7 Необходимые и достаточные характеристики работы многомодовой памяти 79
4.8 Заключение по главе 4 82
5 Тепловые ансамбли атомов в задаче квантовой памяти 84
5.1 Модель теплового разлета атомов, пределы применимости и единицы измерения 85
5.2 Функции отклика для подвижных атомов 87
5.3 Интегралы перекрывания и считывание из теплового ансамбля 89
5.4 Считывание из ячейки с атомами комнатной температуры 92
5.5 Оптимизация полного цикла с учетом хранения 94
5.6 Заключение по главе 5 96
Заключение 98
Литература
