論文の概要: Demonstration of entanglement distribution over 155 km metropolitan fiber using a silicon nanophotonic chip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.17558v1
• Date: Thu, 26 Sep 2024 06:11:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-28 22:56:36.422005
• Title: Demonstration of entanglement distribution over 155 km metropolitan fiber using a silicon nanophotonic chip
• Title（参考訳）: シリコンナノフォトニックチップを用いた155km大都市圏繊維の絡み合い分布の実証
• Authors: Jinyi Du, Xingjian Zhang, George F. R. Chen, Hongwei Gao, Dawn T. H. Tan, Alexander Ling,
• Abstract要約: 我々は、オフチップの光子対の明るさが8,000対から460,000対/秒のSOIプラットフォームを報告した。 これは前回の報告を3桁の明るさで上回っている。 1つの光子を局所的に測定し、もう1つの光子を93kmの光ファイバーで送信すると、毎秒132対のカウントレートが得られる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.811519018510566
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Transmitting an entangled state over an extended distance is crucial for the development of quantum networks. Previous demonstrations of transmitting entangled photons over long distance using satellites or fibers have use entangled photon pairs generated from bulk crystal arrangements. An alternative approach would be to generate photon pairs using silicon-on-insulator (SOI) chips. Despite numerous proof-of-concept studies, no long range distribution has been achieved using this platform because of the challenge of getting sufficient off-chip brightness. We report a SOI platform that provides an off-chip entangled photon pair brightness of between 8,000 to 460,000 pairs per second. This exceeds previous reports by three orders of magnitude in brightness. The entanglement fidelity is 99.85(6)% and 97.90(3)% respectively. Measuring one photon locally, and transmitting the other over 93 km of deployed fiber (link loss of 40 dB), achieves a count rate of 132 pairs per second with an entanglement fidelity of 93.3(3)%, after solving the additional challenges of chromatic dispersion. The source can be pumped harder to enable transmission of entangled photons over 155 km of deployed fiber (link loss of 66 dB) at a rate of 0.7 pairs per second, with an entanglement fidelity of 87.6(5)%. These results demonstrate that SOI nanophotonic chips can perform competitively with bulk crystal sources and represent an important step toward building quantum networks using integrated nanophotonic platforms.
• Abstract（参考訳）: 長い距離で絡み合った状態を伝達することは、量子ネットワークの発展に不可欠である。 衛星やファイバーを用いて遠距離に絡み合った光子を伝達する以前の実証では、バルク結晶配列から生じる絡み合った光子対が用いられている。 別のアプローチは、シリコンオン絶縁体(SOI)チップを使用して光子対を生成することである。 多くの概念実証研究にもかかわらず、このプラットフォームを用いた長距離分布は、十分なオフチップ輝度を得るという課題のために達成されていない。 我々は、オフチップの光子対の明るさが8,000対から460,000対/秒のSOIプラットフォームを報告した。 これは前回の報告を3桁の明るさで上回っている。 絡み合いの忠実度はそれぞれ99.85(6)%、97.90(3)%である。 1つの光子を局所的に測定し、もう1つの光子を93km以上の展開繊維(リンク損失は40dB)で伝達すると、1秒間に132対の計数率が93.3(3)%となる。 光源は、155kmの展開繊維(66dBのリンク損失)で絡み合った光子の伝送を、毎秒0.7対の速度で可能とし、絡み合った密度は87.6(5)%である。 これらの結果から,SOIナノフォトニックチップはバルク結晶源と競合し,集積ナノフォトニックプラットフォームを用いた量子ネットワーク構築に向けた重要なステップを示す。

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