論文の概要: A Universal All-Fiber Quantum Buffer for the Telecom Band
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.24681v1
- Date: Tue, 23 Jun 2026 15:12:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-24 22:16:49.024239
- Title: A Universal All-Fiber Quantum Buffer for the Telecom Band
- Title（参考訳）: テレコムバンド用全ファイバー量子バッファ
- Authors: Domenico Compagnini, Noemi Tagliavacche, Sara Congia, Andrea Bernardi, Marco Liscidini, Matteo Galli, Daniele Bajoni,
- Abstract要約: 量子インターネットは、オンデマンドバッファリングを通じて非同期フォトニック信号を時間的に整列する能力に依存している。
我々は,200以上の時間モードを同時にバッファリングし,それらに一括あるいは一対一で対処する能力を示す。
結果は、多次元量子状態の高速同期のためのロバストで室温のソリューションを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The realization of a scalable quantum internet relies on the ability to temporally align asynchronous photonic signals through on-demand buffering. While matter-based quantum memories achieve long storage times, their extremely narrow bandwidths and cryogenic requirements pose significant barriers to integration with existing telecommunications infrastructure. Conversely, current all-optical memories operate at room temperature but are hampered by high input/output losses and a lack of universality across different photonic degrees of freedom. Here, we demonstrate a universal, fully fiber-integrated quantum buffer operating over the full telecom C-band that overcomes these fundamental trade-offs. By implementing an actively switched dual-Sagnac cavity driven by cross-phase modulation, we achieve an ultra-low input/output loss of 0.46 dB and a storage time exceeding 18 $μ$s. The device exhibits an operational bandwidth exceeding 12.5 THz ($\sim$100 nm), covering the full telecom C-band. We show the simultaneous buffering of over 200 temporal modes with the ability to address them either collectively or one by one. We demonstrate high-fidelity storage for all three degrees of freedom compatible with optical fiber propagation, namely time-bin, frequency-bin, and polarization qubits, along with faithful preservation of entanglement, confirming the platform's true universality. These results provide a robust, room-temperature solution for the high-rate synchronization of multidimensional quantum states, clearing a major hurdle for the deployment of global photonic quantum networks.
- Abstract（参考訳）: スケーラブルな量子インターネットの実現は、オンデマンドバッファリングを通じて非同期フォトニック信号を時間的に整列する能力に依存している。
物質ベースの量子記憶は長い記憶時間を達成するが、その非常に狭い帯域幅と低温要求は、既存の通信インフラとの統合に重大な障壁をもたらす。
逆に、現在の全光メモリは室温で動作するが、高い入出力損失と異なるフォトニック自由度における普遍性の欠如によって妨げられる。
ここでは、これらの基本的なトレードオフを克服する完全通信Cバンド上で動作している、普遍的で完全にファイバ化された量子バッファを実証する。
クロスフェーズ変調によりスイッチングされたデュアルサニャックキャビティを実装することにより,超低入力/出力損失0.46dB,ストレージ時間18$μ$sを実現した。
装置の帯域幅は12.5 THz (\sim$100 nm)を超え、完全電信Cバンドをカバーする。
我々は,200以上の時間モードを同時にバッファリングし,それらに一括あるいは一対一で対処する能力を示す。
我々は,光ファイバー伝搬,周波数ビン,偏光量子ビットの3自由度すべてに対する高忠実度記憶と,絡み合いの忠実な保存を両立させ,プラットフォームの真の普遍性を確認した。
これらの結果は、多次元量子状態の高速同期のためのロバストで室温のソリューションを提供し、グローバルフォトニック量子ネットワークの展開における大きなハードルをクリアする。
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