論文の概要: Quantum teleportation with dissimilar quantum dots over a hybrid quantum network
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.12387v1
- Date: Tue, 19 Nov 2024 10:16:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-20 13:35:24.523886
- Title: Quantum teleportation with dissimilar quantum dots over a hybrid quantum network
- Title（参考訳）: ハイブリッド量子ネットワーク上の異種量子ドットを用いた量子テレポーテーション
- Authors: Alessandro Laneve, Giuseppe Ronco, Mattia Beccaceci, Paolo Barigelli, Francesco Salusti, Nicolas Claro-Rodriguez, Giorgio De Pascalis, Alessia Suprano, Leone Chiaudano, Eva Schöll, Lukas Hanschke, Tobias M. Krieger, Quirin Buchinger, Saimon F. Covre da Silva, Julia Neuwirth, Sandra Stroj, Sven Höfling, Tobias Huber-Loyola, Mario A. Usuga Castaneda, Gonzalo Carvacho, Nicolò Spagnolo, Michele B. Rota, Francesco Basso Basset, Armando Rastelli, Fabio Sciarrino, Klaus Jöns, Rinaldo Trotta,
- Abstract要約: 量子ネットワークにおけるフォトニック量子情報処理は、クラウド量子コンピューティング、セキュアな通信、グローバル量子インターネットの実現の基礎を成している。
ここでは、遠方部における全フォトニック量子テレポーテーションを実現するために、異なる量子エミッタの活用を実証する。
達成されたテレポーテーション状態の忠実度は、標準偏差が10以上の古典的限界を超える82+-1%に達する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 24.574514809868866
- License:
- Abstract: Photonic quantum information processing in metropolitan quantum networks lays the foundation for cloud quantum computing [1, 2], secure communication [3, 4], and the realization of a global quantum internet [5, 6]. This paradigm shift requires on-demand and high-rate generation of flying qubits and their quantum state teleportation over long distances [7]. Despite the last decade has witnessed an impressive progress in the performances of deterministic photon sources [8-11], the exploitation of distinct quantum emitters to implement all-photonic quantum teleportation among distant parties has remained elusive. Here, we overcome this challenge by using dissimilar quantum dots whose electronic and optical properties are engineered by light-matter interaction [12], multi-axial strain [13] and magnetic fields [14] so as to make them suitable for the teleportation of polarization qubits. This is demonstrated in a hybrid quantum network harnessing both fiber connections and 270 m free-space optical link connecting two buildings of the University campus in the center of Rome. The protocol exploits GPS-assisted synchronization, ultra-fast single photon detectors as well as stabilization systems that compensate for atmospheric turbulence. The achieved teleportation state fidelity reaches up to 82+-1%, above the classical limit by more than 10 standard deviations. Our field demonstration of all-photonic quantum teleportation opens a new route to implement solid-state based quantum relays and builds the foundation for practical quantum networks.
- Abstract（参考訳）: メトロポリタン量子ネットワークにおけるフォトニック量子情報処理は、クラウド量子コンピューティング [1, 2]、セキュア通信 [3, 4]、グローバル量子インターネット [5, 6] の基盤となる。
このパラダイムシフトは、オンデマンドで高速なフライングキュービットの生成と、長距離での量子状態のテレポーテーションを必要とする[7]。
過去10年間、決定論的な光子源 [8-11] のパフォーマンスが著しく進歩しているのを目撃したにもかかわらず、遠方のパーティ間で全光子量子テレポーテーションを実装するための異なる量子エミッタの活用は、いまだに解明されていない。
ここでは,光-物質相互作用[12],多軸ひずみ[13],磁場[14]により電子的および光学的性質を工学した異種量子ドットを用いて,偏光量子ビットのテレポーテーションに適合させることにより,この問題を克服する。
これは、ローマの中心にある大学キャンパスの2つの建物を繋ぐファイバー接続と270m自由空間光リンクの両方を利用するハイブリッド量子ネットワークで実証されている。
このプロトコルはGPSを利用した超高速光子検出器と大気の乱流を補償する安定化システムを利用する。
達成されたテレポーテーション状態の忠実度は、標準偏差が10以上の古典的限界を超える82+-1%に達する。
全光量子テレポーテーションのフィールドデモは、固体ベースの量子中継を実装し、実用的な量子ネットワークの基礎を構築するための新しい経路を開く。
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