論文の概要: Link-Free Multi-Node Timing Synchronization for Scalable Quantum Networking
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.14077v1
- Date: Fri, 12 Jun 2026 03:51:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-15 16:00:42.734735
- Title: Link-Free Multi-Node Timing Synchronization for Scalable Quantum Networking
- Title（参考訳）: スケーラブル量子ネットワークのためのリンクフリーマルチノード同期
- Authors: Jacob E. Humberd, Mohmad Junaid Ul Haq, Angel Fraire Estrada, Ike Deitch, Tian Li,
- Abstract要約: 小型ルビジウム原子時計と計算後処理を用いた量子ネットワークノードのリンクレス同期を実証する。
空間的に分離されたノードにまたがるHong-Ou-Mandel干渉を観測し、その可視性は70%を超え、これは専用のWhite Rabbitタイミングリンクを用いて得られたものと統計的に等価である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.10690294530525
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Precise timing synchronization is essential for distributed quantum networking, enabling entanglement distribution, quantum teleportation, and entanglement swapping across remote nodes. Existing synchronization architectures rely on dedicated timing-distribution infrastructure, most notably White Rabbit networks, which constrain topology, scalability, and deployment in free-space and satellite environments. Here we demonstrate link-free synchronization of quantum network nodes using independently operating miniature rubidium atomic clocks and computational post-processing. We validate the approach on a deployed metropolitan-scale telecom fiber network spanning three geographically separated nodes. Following drift correction, atomic-clock-based synchronization achieves timing performance approaching that of a White Rabbit benchmark and remains stable over continuous 8-hour operation. As a stringent test of quantum-network functionality, we observe Hong-Ou-Mandel interference across spatially separated nodes with visibility exceeding 70%, statistically equivalent to that obtained using dedicated White Rabbit timing links. To the best of our knowledge, this represents the first observation of quantum interference across a deployed metropolitan-scale telecom fiber network synchronized entirely without dedicated timing-transfer infrastructure. These results establish atomic-clock-based synchronization as a scalable, topology-independent alternative to conventional timing-distribution architectures and a practical pathway toward terrestrial, airborne, and space-based quantum networks where dedicated timing links are unavailable.
- Abstract（参考訳）: 正確なタイミング同期は、分散量子ネットワークにおいて必須であり、絡み合い分布、量子テレポーテーション、リモートノード間の絡み合いスワップを可能にする。
既存の同期アーキテクチャは、特にホワイトラビットネットワーク(英語版)のような専用の時間分散インフラに依存しており、トポロジ、スケーラビリティ、自由空間および衛星環境への展開を制限している。
ここでは、独立に動作する小型ルビジウム原子時計と計算後処理を用いて、量子ネットワークノードのリンクレス同期を示す。
地理的に分離された3つのノードにまたがる大規模テレコムファイバーネットワークへのアプローチを検証する。
ドリフト補正の後、原子時計ベースの同期はホワイトラビットベンチマークに近づくタイミング性能を達成し、連続8時間動作では安定である。
量子ネットワーク機能の厳密なテストとして,空間的に分離されたノード間でのHong-Ou-Mandel干渉を観測し,その可視性は70%を超え,統計的には専用のWhite Rabbitタイミングリンクを用いて得られたものと同等である。
我々の知る限りでは、これは、専用のタイミング転送インフラを使わずに完全に同期された大都市圏のテレコムファイバネットワークを横断する量子干渉の初めての観測である。
これらの結果は、従来のタイミング分布アーキテクチャに代わるスケーラブルでトポロジに依存しない同期と、専用のタイミングリンクが利用できない地上・空・宇宙ベースの量子ネットワークへの実践的な経路として確立されている。
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