論文の概要: Frequency drift corrected ultra-stable laser through phase-coherent fiber producing a quantum channel

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.08419v1
• Date: Wed, 10 Sep 2025 09:06:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-11 15:16:52.370143
• Title: Frequency drift corrected ultra-stable laser through phase-coherent fiber producing a quantum channel
• Title（参考訳）: 位相コヒーレントファイバを用いた周波数ドリフト補正超安定レーザー
• Authors: Stanley Johnson, Sandeep Mishra, Anirban Pathak, Subhadeep De,
• Abstract要約: 相コヒーレントファイバー(PCF)は、ほぼ単色光子をその周波数と位相で超安定に分配するために必須である。 我々は、PCFリンクを生成する新しいシステムの開発を報告し、また、ソースレーザーの避けられない遅い周波数のドリフトを積極的に修正する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5076621152335408
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Phase coherent fibers (PCF) are essential to distribute nearly monochromatic photons, ultra-stable in their frequency and phases, which have demanding requirements for state-of-the-art networked experiments, quantum as well as very high-speed communications. We report the development of a novel system that produces PCF links, also actively corrects the unavoidable slow frequency drift of the source laser. The PCF follows white phase noise limited $\sigma_o \times \tau^{-1}$ stability behavior having $\sigma_o$ values $1.9(2) \times 10^{-16}$ and $2.6(1) \times 10^{-16}$ for a 3.3 km field-deployed and 71 km spool fibers, respectively, with up to 47.5 dB suppression of the phase noise compared to a normal fiber. Additionally, the system is featured to correct the source laser's 33.8 mHz/s frequency drift to as low as $\simeq 0.05$ mHz/s. Therefore, this all-in-one solution producing a quantum link can potentially enhance the effectiveness of the twin field quantum key distribution (TF-QKD) by nearly a 73-fold reduction of the QBER that arises from using unstabilized fiber links, as well as relaxes the laser frequency drift correction constraints by severalfold.
• Abstract（参考訳）: 位相コヒーレントファイバ(PCF)は、ほぼ単色光子を分配するのに必須であり、その周波数と位相は超安定であり、最先端のネットワーク実験、量子および超高速通信の要求が要求される。 我々は、PCFリンクを生成する新しいシステムの開発を報告し、また、ソースレーザーの避けられない遅い周波数のドリフトを積極的に修正する。 PCFは、ホワイトフェーズノイズリミテッド$\sigma_o \times \tau^{-1}$安定性挙動で、通常繊維と比較して最大47.5dBの位相ノイズが抑制され、それぞれ3.3kmのフィールド展開と71kmのスプールファイバに対して$1.9(2) \times 10^{-16}$と$2.6(1) \times 10^{-16}$である。 さらに、このシステムはソースレーザーの33.8mHz/sの周波数ドリフトを$\simeq 0.05$mHz/sまで補正する。 したがって、量子リンクを生成するオールインワン溶液は、不安定なファイバーリンクを用いて生じるQBERの73倍近く低減により、ツインフィールド量子鍵分布(TF-QKD)の有効性を高め、レーザー周波数ドリフト補正の制約を数倍緩和することができる。

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