論文の概要: GHz-clocked teleportation of time-bin qubits with a telecom C-band quantum dot

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.07073v1
• Date: Mon, 20 Jan 2020 11:55:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-07 06:18:58.053349
• Title: GHz-clocked teleportation of time-bin qubits with a telecom C-band quantum dot
• Title（参考訳）: GHz帯Cバンド量子ドットを用いた時間ビン量子ビットの伝送
• Authors: M. Anderson, T. M\"uller, J. Huwer, J. Skiba-Szymanska, A. B. Krysa, R. M. Stevenson, J. Heffernan, D. A. Ritchie, and A. J. Shields
• Abstract要約: InAs/InP液滴エピタキシー量子ドットの1550nm付近でのサブポアソン放出は、この技術の実現に最適であることを示す。 所要のオンデマンド光子放射を GHz クロックレートで生成し, 高速駆動条件が低光子放出率と互換性があることを実証する。 マッハ・ツェンダー干渉計と光子源を用いて、ついに時間ビン量子リレーを構築した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Teleportation is a fundamental concept of quantum mechanics with an important application in extending the range of quantum communication channels via quantum relay nodes. To be compatible with real-world technology such as secure quantum key distribution over fibre networks, such a relay node must operate at GHz clock rates and accept time-bin encoded qubits in the low-loss telecom band around 1550 nm. Here, we show that InAs/InP droplet epitaxy quantum dots with their sub-Poissonian emission near 1550 nm are ideally suited for the realisation of this technology. To create the necessary on-demand photon emission at GHz clock rates, we develop a flexible pulsed optical excitation scheme, and demonstrate that the fast driving conditions are compatible with a low multiphoton emission rate. We show further that, even under these driving conditions, photon pairs obtained from the biexciton cascade show an entanglement fidelity close to 90\%, comparable to the value obtained under cw excitation. Using asymetric Mach Zehnder interferometers and our photon source, we finally construct a time-bin qubit quantum relay able to receive and send time-bin encoded photons, and demonstrate mean teleportation fidelities of $0.82\pm0.01$, exceeding the classical limit by nearly 10 standard deviations.
• Abstract（参考訳）: テレポーテーションは量子力学の基本的な概念であり、量子中継ノードを介して量子通信チャネルの範囲を広げるための重要な応用である。 ファイバネットワーク上のセキュアな量子鍵分布などの現実技術と互換性を持つためには、リレーノードはGHzクロックレートで動作し、1550nmの低損失通信帯域でタイムビン符号化量子ビットを受け入れる必要がある。 InAs/InP液滴エピタキシー量子ドットの1550nm付近でのサブポアソニアン放出は,この技術の実現に最適であることを示す。 所要のオンデマンド光子放射を GHz クロックレートで生成するために, フレキシブルパルス光励起方式を開発し, 高速駆動条件が低光子放射率と互換性があることを実証した。 さらに, この駆動条件下でも, バイエクシトンカスケードから得られる光子対は, cw励起で得られた値に匹敵する90\%に近いエンタングルメント忠実度を示す。 Asymetric Mach Zehnder 干渉計と光子源を用いて、最終的に時間ビン符号化された光子を受信・送信できる時間ビン量子リレーを構築し、平均テレポーテーションフィデリティが0.82\pm0.01$であり、標準偏差が10倍近いことを実証した。

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