論文の概要: Continuous Entanglement Distribution from an AlGaAs-on-Insulator
Microcomb for Quantum Communications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.14112v1
- Date: Sat, 21 Oct 2023 20:32:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-25 01:42:24.047408
- Title: Continuous Entanglement Distribution from an AlGaAs-on-Insulator
Microcomb for Quantum Communications
- Title（参考訳）: 量子通信用AlGaAsオン絶縁体マイクロコムの連続絡み合い分布
- Authors: Trevor J. Steiner, Maximilian Shen, Joshua E. Castro, John E. Bowers,
and Galan Moody
- Abstract要約: 2組の交叉光子対周波数モードの高速連続絡み合い分布を報告する。
原理の証明として、量子鍵はUCSBキャンパスの12kmの展開繊維に分散される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Using an aluminum gallium arsenide microring resonator, we demonstrate a
bright quantum optical microcomb with $>300$ nm bandwidth and more than 20 sets
of time-energy entangled modes, enabling spectral demultiplexing with simple,
off-the-shelf commercial telecom components. We report high-rate continuous
entanglement distribution for two sets of entangled-photon pair frequency modes
exhibiting up to $20$ GHz/mW$^2$ pair generation rate. As an illustrative
example of entanglement distribution, we perform a continuous-wave time-bin
quantum key distribution protocol with 8 kbps raw key rates while maintaining
less than 10$\%$ error rate and sufficient two-photon visibility to ensure
security of the channel. When the $>$20 frequency modes are multiplexed, we
estimate $>$100 kbps entanglement-based key rates or the creation of a
multi-user quantum communications network. The entire system requires less than
110 $\mu$W of on-chip optical power, demonstrating an efficient source of
entangled frequency modes for quantum communications. As a proof of principle,
a quantum key is distributed across 12 km of deployed fiber on the UCSB campus
and used to transmit a 21 kB image with $<9\%$ error.
- Abstract（参考訳）: ヒ素化ガリウムマイクロリング共振器を用いて、300$ nmの帯域幅と20セット以上の時間エネルギー絡み込みモードを持つ明るい量子光学マイクロコンプターを実証し、単純な市販の通信機器でスペクトル多重化を可能にした。
最大20ドル GHz/mW$^2$ 対生成率を示す2つの交叉光子対周波数モードの高速連続絡み合い分布を報告する。
エンタングルメント分布の例として,8kbpsの生鍵レートを持つ連続波タイムビン量子鍵分散プロトコルを実装し,チャネルのセキュリティを確保するために10$\%$の誤り率と十分な2光子可視性を維持した。
20ドルの周波数モードが多重化されると、100kbpsのエンタングルメントベースの鍵レートまたはマルチユーザー量子通信ネットワークの作成が推定される。
システム全体には110ドル未満のオンチップ光学電力が必要であり、量子通信の周波数モードの効率的な源を実証している。
原理の証明として、量子鍵はUCSBキャンパスの12kmの展開繊維に分散され、21kBの画像を$<9\%の誤差で送信するために使用される。
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