論文の概要: Quantum Communication Using Semiconductor Quantum Dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.13877v1
• Date: Tue, 31 Aug 2021 14:32:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-16 16:10:35.284764
• Title: Quantum Communication Using Semiconductor Quantum Dots
• Title（参考訳）: 半導体量子ドットを用いた量子通信
• Authors: Daniel A. Vajner, Lucas Rickert, Timm Gao, Koray Kaymazlar, and Tobias Heindel
• Abstract要約: レビューでは、エピタキシャル半導体量子ドットに基づく量子光源を用いた量子通信のためのブロックの実装と構築に焦点を当てている。 量子セキュリティ通信ネットワークへの最近の進歩と,その構築ブロックについて概説する。
• 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: Worldwide enormous efforts are directed towards the development of the so-called quantum internet. Turning this long sought-after dream into reality is a great challenge that will require breakthroughs in quantum communication and computing. To establish a global, quantum-secured communication infrastructure, photonic quantum technologies will doubtlessly play a major role, by providing and interfacing essential quantum resources, e.g., flying- and stationary qubits or quantum memories. Over the last decade, significant progress has been made in the engineering of on-demand quantum light sources based on semiconductor quantum dots, which enable the generation of close-to-ideal single- and entangled-photon states, useful for quantum cryptography tasks. This review focuses on implementations of, and building blocks for, quantum communication using quantum-light sources based on epitaxial semiconductor quantum dots. After reviewing the main notions of quantum cryptography (section 1) and introducing the devices used for single-photon and entangled-photon generation (section 2), it provides an overview of experimental implementations of cryptographic protocols using quantum dot based quantum light sources (section 3). Furthermore, recent progress towards quantum-secured communication networks as well as building blocks thereof is summarized (section 4). The article closes with an outlook, discussing future perspectives in the field and identifying the main challenges to be solved.
• Abstract（参考訳）: 世界中の膨大な努力が量子インターネットの開発に向けられている。 長い目で見てきた夢を現実に変えることは、量子通信とコンピューティングのブレークスルーを必要とする大きな挑戦だ。 グローバルで量子的にセキュアな通信基盤を確立するために、光量子技術は間違いなく重要な量子資源、例えばフライングおよび静止量子ビットや量子記憶を提供することによって大きな役割を果たす。 この10年間で、半導体量子ドットに基づくオンデマンドの量子光源の工学において、量子暗号タスクに有用な1光子状態と1光子状態の近接生成が大幅に進歩した。 本稿では,エピタキシャル半導体量子ドットを用いた量子光源を用いた量子通信の実装と構築について述べる。 量子暗号(第1節)の主な概念を概観し、単一光子および絡み合った光子生成に使用される装置を導入(第2節)した後、量子ドットベースの量子光源を用いた暗号プロトコルの実験実装の概要を提供する(第3節)。 さらに、量子セキュリティ通信ネットワークとその構築ブロックに関する最近の進展を概説する(第4節)。 記事はoutlookで締めくくられ、この分野の今後の展望について議論し、解決すべき主な課題を特定している。

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