論文の概要: Entanglement-based quantum key distribution with a blinking-free quantum dot operated at a temperature up to 20 K

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.13618v1
• Date: Tue, 31 Aug 2021 04:58:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-16 16:14:18.662023
• Title: Entanglement-based quantum key distribution with a blinking-free quantum dot operated at a temperature up to 20 K
• Title（参考訳）: 点滅のない量子ドットを20Kまでの温度で操作した絡み合い型量子鍵分布
• Authors: Christian Schimpf, Santanu Manna, Saimon F. Covre Da Silva, Maximilian Aigner, Armando Rastelli
• Abstract要約: 絡み合いに基づく量子鍵分布は、盗聴に対する堅牢性を高めることを約束する。 半導体量子ドットは、ほぼ均一な絡み合いの光子対を生成することができる。 p-i-nダイオードに埋め込まれたGaAs量子ドットから高絡み合った光子対の点滅のない放出を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Entanglement-based quantum key distribution promises enhanced robustness against eavesdropping and compatibility with future quantum networks. Among other sources, semiconductor quantum dots can generate polarization-entangled photon pairs with near-unity entanglement fidelity and a multi-photon emission probability close to zero even at maximum brightness. These properties have been demonstrated under resonant two-photon excitation (TPE) and at operation temperatures between 4 and 8 K. However, source blinking is often reported under TPE conditions, limiting the maximum achievable photon rate. In addition, operation temperatures reachable with compact cryo-coolers could facilitate the widespread deployment of quantum dots, e.g. in satellite-based quantum communication. Here we demonstrate blinking-free emission of highly entangled photon pairs from GaAs quantum dots embedded in a p-i-n diode. High fidelity entanglement persists at temperatures of at least 20 K, which we use to implement fiber-based quantum key distribution between two building with an average key rate of 55 bits/s and a qubit error rate of 8.4%. We are confident that by combining electrical control with already demonstrated photonic and strain engineering, quantum dots will keep approaching the ideal source of entangled photons for real world applications.
• Abstract（参考訳）: 絡み合った量子鍵分布は、盗聴に対する強固さと将来の量子ネットワークとの互換性を約束する。 他の情報源では、半導体量子ドットは、最大輝度でもゼロに近い偏光エンタングルメント忠実度と多光子放出確率を持つ偏光エンタングル光子対を生成することができる。 これらの特性は共振性2光子励起(TPE)と4Kから8Kの運転温度で実証されているが、ソース点滅はTPE条件下でしばしば報告され、最大光子速度が制限される。 さらに、小型の冷却器で到達可能な運転温度は、例えば衛星ベースの量子通信において量子ドットの広範な展開を促進することができる。 ここでは、p-i-nダイオードに埋め込まれたGaAs量子ドットから高絡み合った光子対の点滅のない放出を示す。 高忠実度エンタングルメントは少なくとも20kの温度で持続し、平均キーレート55bit/sとキュービットエラーレート8.4%の2つの建物間でファイバーベースの量子鍵分布を実装する。 我々は、電気制御と既に実証されたフォトニックとひずみ工学を組み合わせることで、量子ドットが現実世界の応用に理想的な光子の源に近づき続けると確信している。

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