論文の概要: Chip-Integrated Broadband Multi-Photon Source for Wavelength-Multiplexed Quantum Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.09397v1
- Date: Tue, 10 Mar 2026 09:11:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-11 15:25:24.195682
- Title: Chip-Integrated Broadband Multi-Photon Source for Wavelength-Multiplexed Quantum Networks
- Title（参考訳）: 波長多重量子ネットワークのためのチップ集積広帯域マルチ光源
- Authors: Xiao-Xu Fang, Ling-Xuan Kong, He Lu,
- Abstract要約: 光子対を超える多重粒子の絡み合いを発生できるブロードバンド統合ソースは依然として少ない。
絶縁体(LNOI)導波路上に周期的に偏極した薄膜リチウムニオブ酸リチウム中の4光子エンタングルメントのチップ発生を報告した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.764671395172401
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum networks based on wavelength-multiplexed entanglement enable parallel distribution of quantum correlations, increasing channel capacity for secure communication and distributed quantum information processing. However, broadband integrated sources capable of generating multipartite entanglement beyond photon pairs remain scarce. Here we report on-chip generation of telecom-band four-photon entanglement in a periodically poled thin-film lithium niobate on insulator (LNOI) waveguide. Type-0 spontaneous parametric down-conversion provides a phase-matching bandwidth exceeding 200 nm, enabling spectrally separable generation of multi-photon entanglement across the telecom band. The generated photons are encoded in time bins for robust fiber compatibility, and a coherent interface enabling reversible conversion between time-bin and polarization degrees of freedom allows complete quantum state tomography. We measure two-photon entanglement with a brightness of 6.7 MHz/mW/nm and a fidelity of $0.874 \pm 0.002$. At a pump power of 0.08 mW, the four-photon state exhibits a fourfold coincidence rate of 1 Hz and a fidelity of $0.74 \pm 0.01$, representing a threefold improvement over previous integrated platforms. Our results establish LNOI as a scalable platform for broadband multi-photon entanglement and provide a practical route toward dense wavelength-multiplexed quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 波長多重絡み合いに基づく量子ネットワークは、量子相関の並列分布、セキュア通信のためのチャネル容量の増加、分散量子情報処理を可能にする。
しかし、光子対を超えて多重粒子の絡み合いを発生できるブロードバンド統合源は依然として乏しい。
本稿では, 絶縁体(LNOI)導波路上に周期的に偏極した窒化リチウム薄膜における, 通信帯域4光子絡みのチップ発生について報告する。
Type-0自発パラメトリックダウンコンバージョンは200nmを超える位相整合帯域を提供し、スペクトル的に分離可能なマルチ光子の絡み合いの発生を可能にする。
生成した光子は、堅牢なファイバー互換のために時間ビンに符号化され、時間ビンと偏光度の間の可逆変換を可能にするコヒーレントインターフェースは、完全な量子状態トモグラフィーを可能にする。
輝度は6.7MHz/mW/nmで、忠実度は0.874 \pm 0.002$である。
0.08 mWのポンプ出力では、4光子状態は1Hzの4倍の一致率と0.74 \pm 0.01$の忠実さを示す。
ブロードバンド多光子絡み合いのためのスケーラブルなプラットフォームとしてLNOIを確立し,高密度波長多重量子ネットワークへの実用的な経路を提供する。
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