論文の概要: A quantum frequency conversion hub interfacing with DWDM networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.20620v1
- Date: Wed, 22 Apr 2026 14:34:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-23 15:36:11.174315
- Title: A quantum frequency conversion hub interfacing with DWDM networks
- Title（参考訳）: DWDMネットワークに面した量子周波数変換ハブ
- Authors: Masatake Yamada, Kurama Hirano, Masahiro Yabuno, Shigehito Miki, Tsuyoshi Kodama, Hideki Shimoi, Takashi Yamamoto, Rikizo Ikuta,
- Abstract要約: 通信帯域内の高密度波長分割多重化ネットワークを用いて、局所的な量子デバイスと相互作用する量子ネットワークハブを提案する。
その結果,QFC用ニオブ酸リチウム導波路は,例えば780nm帯に分散したスイートスポットを示すことがわかった。
実験では、780nmから約1540nmのテレコム波長のチャネル選択性および偏光非感応性QFCを実装してネットワークハブを実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Interconnecting heterogeneous quantum systems is an important step toward realizing the quantum internet. We propose a quantum network hub that interfaces local quantum devices with dense wavelength-division multiplexing (DWDM) networks in the telecom band via quantum frequency conversion (QFC) with frequency-channel selectivity. We show that standard periodically poled lithium niobate waveguides used for QFC exhibit a dispersion sweet spot, for example around the 780 nm band, enabling wide tunability of the pump wavelength while maintaining phase matching. Experimentally, we demonstrate the network hub by implementing a channel-selective and polarization-insensitive QFC from 780 nm to telecom wavelengths around 1540 nm. We achieve a pump tuning range of 2 THz and successfully distribute polarization-encoded single photons into 16 frequency channels on the ITU-T DWDM grid with 25 GHz channel spacing, while preserving the quantum information. These results position the QFC-based hub as a versatile backbone for connecting a wide range of quantum devices, spanning both photonic and matter-based systems, across frequency-multiplexed telecom networks.
- Abstract（参考訳）: 異種量子システムを相互接続することは、量子インターネットの実現に向けた重要なステップである。
本稿では、周波数チャネル選択性を備えた量子周波数変換(QFC)により、通信帯域内の高密度波長分割多重化(DWDM)ネットワークを用いて、局所的な量子デバイスと相互作用する量子ネットワークハブを提案する。
そこで本研究では,QFC用リチウムニオブ酸リチウム導波路が,例えば780nm帯に分散したスイートスポットを呈し,位相整合性を維持しつつ,ポンプ波長を広範囲に調整可能であることを示す。
実験では、780nmから約1540nmのテレコム波長のチャネル選択性および偏光非感応性QFCを実装してネットワークハブを実証した。
ITU-T DWDMグリッド上に25GHzのチャネル間隔を持つ16個の周波数チャネルに分極符号化された単一光子を分散し、量子情報を保存しながら、ポンプチューニング範囲を2 THzで達成する。
これらの結果は、QFCベースのハブを、周波数多重通信ネットワークを介して、フォトニックおよびマターベースシステムの両方にまたがる幅広い量子デバイスを接続するための汎用バックボーンとして位置づけている。
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