論文の概要: Optimized quantum entanglement network enabled by a state-multiplexing quantum light source
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.19740v1
- Date: Thu, 27 Feb 2025 04:07:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-28 14:57:05.658499
- Title: Optimized quantum entanglement network enabled by a state-multiplexing quantum light source
- Title（参考訳）: 状態多重量子光源による最適量子絡み合いネットワーク
- Authors: Yun-Ru Fan, Yue Luo, Kai Guo, Jin-Peng Wu, Hong Zeng, Guang-Wei Deng, You Wang, Hai-Zhi Song, Zhen Wang, Li-Xing You, Guang-Can Guo, Qiang Zhou,
- Abstract要約: 状態多重化量子光源を用いた波長分割多重エンタングルメントネットワークの最適化手法を提案する。
1946.9 bpsのセキュリティキーレートは、BBM92プロトコルを分散状態で実行することで得られる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.30646901300988
- License:
- Abstract: A fully connected quantum network with a wavelength division multiplexing architecture plays an increasingly pivotal role in quantum information technology. With such architecture, an entanglement-based network has been demonstrated in which an entangled photon-pair source distributes quantum entanglement resources to many users. Despite these remarkable advances, the scalability of the architecture could be constrained by the finite spectrum resource, where O(N^2)wavelength channels are needed to connect N users, thus impeding further progress in real-world scenarios. Here, we propose an optimized scheme for the wavelength division multiplexing entanglement-based network using a state-multiplexing quantum light source. With a dual-pump configuration, the feasibility of our approach is demonstrated by generating state-multiplexing photon pairs at multiple wavelength channels with a silicon nitride microring resonator chip. In our demonstration, we establish a fully connected graph between four users with six wavelength channels - saving half of which without sacrificing functionality and performance of the secure communication. A total asymptotic secure key rate of 1946.9 bps is obtained by performing the BBM92 protocol with the distributed state. The network topology of our method has great potential for developing a scalable quantum network with significantly minimized infrastructure requirements.
- Abstract（参考訳）: 波長分割多重化アーキテクチャを備えた完全連結量子ネットワークは、量子情報技術においてますます重要な役割を担っている。
このようなアーキテクチャにより、絡み合った光子ペア源が多くのユーザに量子絡み合いリソースを分散する、絡み合いに基づくネットワークが実証されている。
これらの顕著な進歩にもかかわらず、アーキテクチャのスケーラビリティは、Nユーザを接続するためにO(N^2)波長チャネルを必要とする有限スペクトルリソースによって制限され、現実世界のシナリオのさらなる進歩を妨げる。
本稿では、状態多重化量子光源を用いた波長分割多重エンタングルメントネットワークの最適化手法を提案する。
デュアルポンプ構成により, 窒化ケイ素マイクロリング共振器チップを用いて, 多波長チャネルで状態多重化光子対を生成することにより, 本手法の有効性を実証した。
デモでは、6つの波長チャネルを持つ4人のユーザ間で完全に接続されたグラフを構築しました。
BBM92プロトコルを分散状態で実行することにより、1946.9 bpsの完全漸近安全な鍵レートが得られる。
提案手法のネットワークトポロジは,インフラ要件を著しく最小化し,スケーラブルな量子ネットワークを開発する上で大きな可能性を秘めている。
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