論文の概要: Highly Nondegenerate Entangled Photon Source for Fiber-Based Quantum Key Distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.11630v1
- Date: Fri, 12 Dec 2025 15:09:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-15 15:48:11.816971
- Title: Highly Nondegenerate Entangled Photon Source for Fiber-Based Quantum Key Distribution
- Title（参考訳）: ファイバベース量子鍵分布のための高非退化エンタングル光子源
- Authors: Vasile-Laurentiu Dosan, Alek Lagarrigue, Alessandro Zannotti, Tushar Parab, Yannick Folwill, Fabian Steinlechner, Oliver de Vries,
- Abstract要約: エンタングルド光子源(EPS)は、スケーラブルな量子通信と量子鍵分布に不可欠な構成要素である。
本報告では,SPDC(Type-0 spontaneous Parametric down-conversion)に基づく安定な非退化ESSを提案する。
初めて報告された波長の組み合わせは、可視・近赤外スペクトル範囲におけるほとんどのSi-SPADのピーク検出効率から同時に恩恵を受ける。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.72751145910978
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Entangled photon sources (EPSs) are essential building blocks for scalable quantum communication and quantum key distribution (QKD). We present a stable, highly nondegenerate EPS based on type-0 spontaneous parametric down-conversion (SPDC) in a crossed-crystal configuration, generating photon pairs at 680~nm and 1550~nm when pumped by a 473~nm laser. This wavelength combination, reported here for the first time, simultaneously benefits from the peak detection efficiency of the most of the Si-SPADs in the visible/near-infrared spectral range and the low-loss fiber transmission of the telecom C-band. This configuration provides the most favorable balance between performance and cost for detection using Si-SPADs and InGaAs detectors. The source exhibits a measured spectral bandwidth of 300~GHz, corresponding to a spectral brightness of up to $1.9\times 10^3$~pairs~s$^{-1}$~mW$^{-1}$~GHz$^{-1}$. Heralding efficiencies reach 18~\% (signal) and 34~\% (idler) with Si-SPAD and superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPD) detection. The entangled state achieves visibilities of $(97.3\pm 1.0)\,\%$ in the H/V basis and $(94.9\pm1.6)\,\%$ in the D/A basis, yielding a fidelity of $\geq(96.1\pm1.3)\,\%$. These results establish the presented EPS as a practical wavelength-hybrid platform for fiber-based QKD and emerging long-haul quantum network architectures.
- Abstract（参考訳）: エンタングルド光子源(EPSs)は、スケーラブルな量子通信と量子鍵分布(QKD)に不可欠なビルディングブロックである。
473〜nmレーザーで励起すると680〜nmと1550〜nmの光子対を生成する。
この波長の組み合わせは、初めて報告され、可視・近赤外スペクトル範囲におけるほとんどのSi-SPADのピーク検出効率と、通信用Cバンドの低損失ファイバ伝送の恩恵を同時に受ける。
この構成は、Si-SPADとInGaAs検出器を用いた検出の性能とコストの最も良好なバランスを提供する。
光源のスペクトル帯域幅は300〜GHzで、スペクトル輝度は10^3$~pairs~s$^{-1}$~mW$^{-1}$~GHz$^{-1}$である。
Si-SPADおよび超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)による18~\%(信号)と34〜\%(イドラー)に達する。
絡み合った状態は、H/Vベースで$(97.3\pm 1.0)\,\%$、D/Aベースで$(94.9\pm1.6)\,\%$となり、$\geq(96.1\pm1.3)\,\%$となる。
これらの結果は、ファイバベースのQKDと新しい長波長量子ネットワークアーキテクチャのための実用的な波長ハイブリッドプラットフォームとして提示されるEPSを確立した。
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