論文の概要: Chip-to-chip entanglement distribution over 80-km multicore fiber link

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.26791v1
• Date: Wed, 29 Apr 2026 15:24:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-30 15:59:36.458446
• Title: Chip-to-chip entanglement distribution over 80-km multicore fiber link
• Title（参考訳）: 80kmマルチコアファイバリンク上のチップとチップの絡み合い分布
• Authors: Damien Roux, Giulia Guarda, Mujtaba Zahidy, Yunhong Ding, Siyan Zhou, Domenico Ribezzo, Battulga Munkhbat, Francesco Da Ros, Davide Bacco, Caterina Vigliar,
• Abstract要約: 完全集積シリコンフォトニックトランスミッタとレシーバチップの間に80km以上の経路符号化された絡み合った状態のチップ対チップの分布を報告する。 これらの結果は、長距離パス符号化エンタングルメントに基づく量子鍵分布のための実行可能なプラットフォームとしてシリコンフォトニックチップを確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.032769173057785206
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Long-range quantum entanglement is essential for building large-scale quantum networks and unconditionally secure cryptographic systems based on quantum key distribution (QKD). While photonic integrated circuits offer a highly scalable platform, the fragility of phase coherence between spatial modes has prevented the distribution of path-encoded entanglement over long distances. Here, we report chip-to-chip distribution of path-encoded entangled states over 80 km between fully integrated silicon photonic transmitter and receiver chips. Telecom-band entangled photon pairs are generated via spontaneous four-wave mixing in on-chip spiral waveguides and distributed between chips over a dual-core, actively stabilized fiber link. Upon distribution, we measure a Bell state fidelity of $85.7 \pm 0.2 \%$. Implementing the BBM92 protocol with the same source, we obtain a secure key rate of 2.03 bit/s in the infinite-key regime. These results establish silicon photonic chips as a viable platform for long-distance path-encoded entanglement-based quantum key distribution, paving the way toward scalable, device-independent quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 量子鍵分布(QKD)に基づく大規模量子ネットワークと無条件でセキュアな暗号システムを構築するためには、長距離量子絡み合いが不可欠である。 フォトニック集積回路は、高度にスケーラブルなプラットフォームを提供するが、空間モード間の位相コヒーレンスの脆弱さは、長距離の経路エンコード絡みの分布を妨げている。 本稿では,完全集積シリコンフォトニックトランスミッタとレシーバチップの間で80km以上の経路符号化された絡み合った状態のチップ対チップの分布を報告する。 光子対は、オンチップスパイラル導波路の自発4波混合により生成され、デュアルコアでアクティブに安定化されたファイバリンク上にチップ間に分散される。 分布するとベル状態の忠実度は85.7 pm 0.2 %$である。 BBM92プロトコルを同一のソースで実装し、無限鍵方式でセキュアな鍵レート2.03bit/sを得る。 これらの結果は、長距離パス符号化エンタングルメントに基づく量子鍵分布のための実行可能なプラットフォームとしてシリコンフォトニックチップを確立し、スケーラブルでデバイスに依存しない量子ネットワークへの道を開いた。

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