論文の概要: Atomically-thin Single-photon Sources for Quantum Communication
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.06427v2
- Date: Thu, 1 Dec 2022 20:47:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-17 02:56:09.796303
- Title: Atomically-thin Single-photon Sources for Quantum Communication
- Title(参考訳): 量子通信のための原子薄単一光子源
- Authors: Timm Gao, Martin v. Helversen, Carlos Anton-Solanas, Christian
Schneider, Tobias Heindel
- Abstract要約: 遷移金属ジアルコゲナイド (TMDCs) の単分子膜に閉じ込められた励起子は、量子光発生のための新しいタイプのエミッタである。
我々は、量子通信におけるTMDC装置の実用的適合性を開拓した。
我々の研究は、TMDC単一光子源を用いた量子情報技術の幅広い応用に向けての道を開く。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.28348950186890465
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: To date, quantum communication widely relies on attenuated lasers for secret
key generation. In future quantum networks fundamental limitations resulting
from their probabilistic photon distribution must be overcome by using
deterministic quantum light sources. Confined excitons in monolayers of
transition metal dichalcogenides (TMDCs) constitute an emerging type of emitter
for quantum light generation. These atomically-thin solid-state sources show
appealing prospects for large-scale and low-cost device integration, meeting
the demands of quantum information technologies. Here, we pioneer the practical
suitability of TMDC devices in quantum communication. We employ a
$\mathrm{WSe}_2$ monolayer single-photon source to emulate the BB84 protocol in
a quantum key distribution (QKD) setup and achieve click rates of up to 66.95
kHz and antibunching values down to 0.034 - a performance competitive with QKD
experiments using semiconductor quantum dots or color centers in diamond. Our
work opens the route towards wider applications of quantum information
technologies using TMDC single-photon sources.
- Abstract(参考訳): 現在、量子通信は秘密鍵生成のために減衰レーザーに大きく依存している。
将来の量子ネットワークでは、その確率的光子分布から生じる基本的な制限は、決定論的量子光源を用いて克服されなければならない。
遷移金属ジアルコゲナイド (TMDCs) の単分子膜に閉じ込められた励起子は、量子光発生のための新しいタイプのエミッタである。
これらの原子の薄い固体源は、量子情報技術の要求を満たす大規模で低コストなデバイス統合の魅力を示す。
本稿では,量子通信におけるTMDCデバイスの実用的適合性を開拓する。
我々は、BB84プロトコルを量子鍵分布(QKD)設定でエミュレートし、最大66.95kHzのクリック率と0.034までの反バンチ値を達成するために、$\mathrm{WSe}_2$単層単光子源を用いる。
我々の研究は、TMDC単一光子源を用いた量子情報技術の幅広い応用への道を開く。
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