論文の概要: Controllable Entanglement Distribution Network Based on Silicon Quantum Photonics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.10935v1
• Date: Fri, 22 Jul 2022 08:19:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-04 03:01:47.685934
• Title: Controllable Entanglement Distribution Network Based on Silicon Quantum Photonics
• Title（参考訳）: シリコン量子フォトニクスに基づく制御可能な絡み合い分布ネットワーク
• Authors: Dongning Liu, Jingyuan Liu, Xiaosong Ren, Xue Feng, Fang Liu, Kaiyu Cui, Yidong Huang, Wei Zhang
• Abstract要約: 絡み合い分散ネットワークは、量子インターネットの実現に不可欠である絡み合いリソースを共有することで、リモートユーザを接続する。 我々はシリコン量子フォトニックチップをベースとした制御可能な絡み合い分布ネットワーク(c-EDN)を提案する。 再構成可能なネットワークトポロジーにより、c-EDNは複雑なネットワーク制御と管理を必要とする将来の量子ネットワークに適している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.468629594945988
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The entanglement distribution network connects remote users through sharing entanglement resources, which is essential for realizing quantum internet. We proposed a controllable entanglement distribution network (c-EDN) based on a silicon quantum photonic chip. The entanglement resources were generated by a quantum light source array based on spontaneous four-wave mixing (SFWM) in silicon waveguides and distributed to different users through time-reversed Hong-Ou-Mandel interferences in on-chip Mach-Zehnder interferometers with thermal phase shifters. A chip sample was designed and fabricated, supporting a c-EDN with 3 subnets and 24 users. The network topology of entanglement distributions could be reconfigured in three network states by controlling the quantum interferences through the phase shifters, which was demonstrated experimentally. Furthermore, a reconfigurable entanglement-based QKD network was realized as an application of the c-EDN. The reconfigurable network topology makes the c-EDN suitable for future quantum networks requiring complicated network control and management. Moreover, it is also shows that silicon quantum photonic chips have great potential for large-scale c-EDN, thanks to their capacities on generating and manipulating plenty of entanglement resources.
• Abstract（参考訳）: 絡み合い分散ネットワークは、量子インターネットの実現に不可欠な絡み合いリソースを共有することで、リモートユーザを接続する。 シリコン量子フォトニックチップを用いた制御可能な絡み合い分布ネットワーク(c-EDN)を提案する。 シリコン導波路の自発的4波混合(sfwm)に基づく量子光源アレイにより,オンチップマッハ・ツェンダー干渉計と熱相シフト器を用いた時間反転ホン・ウー・マンデル干渉を用いて異なるユーザへ分散した。 チップサンプルは設計・製造され、3つのサブネットと24人のユーザを持つc-EDNをサポートする。 交絡分布のネットワークトポロジは、位相シフト器を介して量子干渉を制御することで3つのネットワーク状態で再構成することができ、実験的に実証された。 さらに,c-EDNの応用として,再構成可能な絡み合い型QKDネットワークを実現した。 再構成可能なネットワークトポロジーにより、c-EDNは複雑なネットワーク制御と管理を必要とする将来の量子ネットワークに適している。 また, シリコン量子フォトニックチップは, 大量の絡み合いリソースの生成と操作能力を有するため, 大規模c-ednに対して大きなポテンシャルを持つことが示された。

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