发表机构
Universität des Saarlandes; Zentrum für Quantentechnologien (QuTe), Universität des Saarlandes（萨尔兰大学; 萨尔兰大学量子技术中心）
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本文理论研究了囚禁钙离子拉曼散射产生单光子的不可区分性，揭示自发回衰变对HOM干涉的影响，并优化脉冲权衡光子产率与不可区分性，比较离子种类用于长距离纠缠交换。
AI 中文摘要
我们从理论上研究了由几个纳秒激发脉冲驱动的拉曼散射过程中，从单个囚禁$^{40}$Ca$^+$离子产生的单个光子的不可区分性。特别关注的是自发衰变回到初始态如何影响Hong-Ou-Mandel（HOM）光子干涉。数值模拟确定了回衰变平均次数是一个与可实现HOM可见度相关的可测量量。分析了激发脉冲在光子产率与不可区分性之间的权衡优化。最后，我们比较了不同囚禁离子种类在通过HOM光子干涉进行长距离双轨纠缠交换时的性能。
英文摘要
We theoretically investigate the indistinguishability of single photons generated from single trapped $^{40}$Ca$^+$ ions in a Raman scattering process driven by few-nanosecond excitation pulses. Of particular interest is how spontaneous decay back to the initial state affects Hong-Ou-Mandel (HOM) photon interference. Numerical simulations identify the mean number of back-decays as a measurable quantity that correlates with achievable HOM visibility. Optimization of the excitation pulse with respect to a trade-off between photon yield and indistinguishability is analyzed. Finally, we compare the performance of different trapped-ion species for long-range dual-rail entanglement swapping via HOM photon interference.
Comments14 pages, 7 figures
