論文の概要: On-demand generation of entangled photons pairs in the telecom O-band from nanowire quantum dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.14071v1
• Date: Wed, 19 Feb 2025 19:53:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-21 14:27:13.718817
• Title: On-demand generation of entangled photons pairs in the telecom O-band from nanowire quantum dots
• Title（参考訳）: ナノワイヤ量子ドットを用いた通信Oバンドにおける絡み合った光子対のオンデマンド生成
• Authors: Mohammed K. Alqedra, Chiao-Tzu Huang, Edith Yeung, Wen-Hao Chang, Sofiane Haffouz, Philip J. Poole, Dan Dalacu, Ali W. Elshaari, Val Zwiller,
• Abstract要約: テレコム波長におけるオンデマンド光子対は、量子通信に不可欠である。 我々は、サイト制御ナノワイヤ量子ドットに基づく通信Oバンドにおいて、高い忠実度を持つ光子対のオンデマンド明るい光源を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: On-demand entangled photon pairs at telecom wavelengths are crucial for quantum communication, distributed quantum computing, and quantum-enhanced sensing and metrology. The O-band is particularly advantageous because of its minimal chromatic dispersion and transmission loss in optical fibers, making it well-suited for long-distance quantum networks. Site-controlled nanowire quantum dots have emerged as a promising platform for the on-demand generation of single and entangled photons, offering high extraction efficiency and the potential for scalable fabrication in large uniform arrays. However, their operation has been largely restricted to the visible and first near-infrared (NIR-I) windows. Here, we demonstrate an on-demand bright source of entangled photon pairs with high fidelity in the telecom O-band based on site-controlled nanowire quantum dots. We measure a fine-structure splitting of 4.6 $\mu$eV, verifying the suitability of the quantum dot for generating high-fidelity polarization-entangled photon pairs. Full quantum state tomography of the two-photon state generated by the biexciton\hyph exciton cascade reveals a maximum fidelity of $85.8\% \pm 1.1\%$ to the $\Phi^+$ Bell state, and a maximum concurrence of $75.1\% \pm 2.1\%$. We estimate the source efficiency at the first lens to be 12.5$\%$. This bright, scalable, and deterministic source of entangled photons in the telecom range represents a valuable step forward in advancing practical quantum applications at telecom wavelengths.
• Abstract（参考訳）: テレコム波長におけるオンデマンドの絡み合った光子対は、量子通信、分散量子コンピューティング、量子エンハンスドセンシングおよびメトロジーに不可欠である。 Oバンドは光ファイバーの最小色分散と透過損失のために特に有利であり、長距離量子ネットワークに適している。 サイト制御されたナノワイヤ量子ドットは、単一および絡み合った光子のオンデマンド生成のための有望なプラットフォームとして登場し、高い抽出効率と大きな均一配列でのスケーラブルな製造の可能性を提供する。 しかし、その動作は可視・近赤外線(NIR-I)ウィンドウに限られている。 ここでは、サイト制御ナノワイヤ量子ドットに基づく通信Oバンドにおいて、高い忠実度を持つ光子対のオンデマンド明るい光源を実証する。 我々は4.6$\mu$eVの微細構造分割を測定し、高忠実度偏光結合光子対を生成する量子ドットの適合性を検証した。 Biexciton\hyph exiton cascadeによって生成される2光子状態の完全な量子状態トモグラフィーにより、最大忠実度は85.8\% \pm 1.1\%$から$\Phi^+$ Bell状態に、最大並行度は75.1\% \pm 2.1\%$となる。 第1レンズのソース効率を12.5$\%$と見積もる。 この輝かしい、スケーラブルで決定論的な光子源は、テレコム波長における実用的な量子応用を進めるための貴重な一歩である。

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