論文の概要: Quantum Teleportation with Telecom Photons from Remote Quantum Emitters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.12904v1
- Date: Tue, 19 Nov 2024 22:42:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-21 16:09:43.310169
- Title: Quantum Teleportation with Telecom Photons from Remote Quantum Emitters
- Title（参考訳）: 遠隔量子エミッタからのテレコム光による量子テレポーテーション
- Authors: Tim Strobel, Michal Vyvlecka, Ilenia Neureuther, Tobias Bauer, Marlon Schäfer, Stefan Kazmaier, Nand Lal Sharma, Raphael Joos, Jonas H. Weber, Cornelius Nawrath, Weijie Nie, Ghata Bhayani, Caspar Hopfmann, Christoph Becher, Peter Michler, Simone Luca Portalupi,
- Abstract要約: グローバルな量子インターネットの探求は、非常に優れた量子ハードウェアを必要とするスケーラブルなネットワークの実現に基づいている。
ここでは、最も有望なプラットフォームの一つである半導体量子ドットを用いたフルフォトニック量子テレポーテーションを実現する。
2つの分極保存量子周波数変換器を用いて、トリガ源間の周波数ミスマッチを消去する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: The quest for a global quantum internet is based on the realization of a scalable network which requires quantum hardware with exceptional performance. Among them are quantum light sources providing deterministic, high brightness, high-fidelity entangled photons and quantum memories with coherence times in the millisecond range and above. To operate the network on a global scale, the quantum light source should emit at telecommunication wavelengths with minimum propagation losses. A cornerstone for the operation of such a quantum network is the demonstration of quantum teleportation. Here we realize full-photonic quantum teleportation employing one of the most promising platforms, i.e. semiconductor quantum dots, which can fulfill all the aforementioned requirements. Two remote quantum dots are used, one as a source of entangled photon pairs and the other as a single-photon source. The frequency mismatch between the triggered sources is erased using two polarization-preserving quantum frequency converters, enabling a Bell state measurement at telecommunication wavelengths. A post-selected teleportation fidelity of up to 0.721(33) is achieved, significantly above the classical limit, demonstrating successful quantum teleportation between light generated by distinct sources. These results mark a major advance for the semiconductor platform as a source of quantum light fulfilling a key requirement for a scalable quantum network. This becomes particularly relevant after the seminal breakthrough of addressing a nuclear spin in semiconductor quantum dots demonstrating long coherence times, thus fulfilling another crucial step towards a scalable quantum network.
- Abstract（参考訳）: グローバルな量子インターネットの探求は、非常に優れた量子ハードウェアを必要とするスケーラブルなネットワークの実現に基づいている。
そのうちの1つは、決定論的、高輝度、高忠実な絡み合った光子、ミリ秒以上のコヒーレンス時間を持つ量子メモリを提供する量子光源である。
ネットワークをグローバルスケールで運用するには、量子光源は最小の伝搬損失で通信波長で出力する必要がある。
このような量子ネットワークの運用の基礎は、量子テレポーテーションの実証である。
ここでは、最も有望なプラットフォームである半導体量子ドットを用いたフルフォトニック量子テレポーテーションを実現する。
2つのリモート量子ドットが使われ、1つは絡み合った光子対の源であり、もう1つは単一光子源である。
発振源間の周波数ミスマッチを2つの分極保存量子周波数変換器を用いて消去し、通信波長でのベル状態測定を可能にする。
選択後の0.721(33)のテレポーテーション忠実度は古典的限界よりもはるかに高く、異なる光源によって生成された光間の量子テレポーテーションが成功した。
これらの結果は、スケーラブルな量子ネットワークの重要な要件を満たす量子光の源として、半導体プラットフォームにとって大きな進歩を示している。
これは、長いコヒーレンス時間を示す半導体量子ドットの核スピンに対処する半期的なブレークスルーの後、特に重要となり、スケーラブルな量子ネットワークへの別の重要なステップを達成できる。
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