論文の概要: Interconnection of Quantum Networks at Urban scale: Analysis of Temporal Stability of Entangled Photon Sources
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.27906v1
- Date: Thu, 30 Jul 2026 09:20:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-31 21:37:00.483999
- Title: Interconnection of Quantum Networks at Urban scale: Analysis of Temporal Stability of Entangled Photon Sources
- Title（参考訳）: 都市規模における量子ネットワークの相互接続:絡み合った光子源の時間安定性の解析
- Abstract要約: 電気通信Cバンドで動作する絡み合った光子源に基づく絡み合い分布のクロック同期の安定性について検討する。
その結果、一度ロックされると、8時間にわたる取得期間に安定した時間的相関が示されることがわかった。
この研究の主な成果は、現実的な大都市圏展開における2つの絡み合い光子源間の実験的同期である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.376469285036708
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Time synchronization is a fundamental requirement in entanglement-based quantum networks, where the indistinguishability of photons in the time domain is essential for enabling Hong-Ou-Mandel interference and entanglement swapping. In addition to precise temporal alignment, it is equally crucial to ensure the stability of the reference clock over time, as even small fluctuations can degrade the overall performance of the network. In this work, we investigate the stability of clock synchronization for entanglement distribution based on entangled-photon sources operating in the telecommunication C-band. Temporal correlations between photon detection events are analyzed using time-tagged coincidence measurements, enabling the extraction of synchronization peaks and their long-term stability. Experimental results demonstrate that, once locked, the sources exhibit stable temporal correlations over an 8-hour acquisition period, with a maximum observed drift of approximately 120 ps, primarily associated with long fiber links. The width of the correlation peak remains consistent with detector jitter, indicating negligible additional system-induced temporal broadening. A central result of this work is the experimental synchronization between two entanglement-photon sources in a realistic metropolitan deployment, where entanglement distribution is performed over existing telecommunication infrastructure characterized by non-negligible losses and background noise. In this scenario, despite the presence of significant imperfections introduced by the metropolitan-scale fiber network, the observed correlations remain clearly detectable and are consistently well-approximated by Gaussian statistics. This confirms that the two sources can be reliably synchronized not only in controlled laboratory conditions but also under real-world operating constraints.
- Abstract（参考訳）: 時間同期は、Hong-Ou-Mandel干渉と絡み合い交換を可能にするために、時間領域における光子の区別不可能性が不可欠である、絡み合いベースの量子ネットワークの基本的な要件である。
正確な時間的アライメントに加えて、小さなゆらぎでさえネットワーク全体の性能を低下させるため、基準クロックの安定性を時間とともに確保することが等しく重要である。
本研究では,通信Cバンドで動作する絡み合った光子源に基づく絡み合い分布のクロック同期の安定性について検討する。
光子検出イベント間の時間相関をタイムタグによる一致測定を用いて解析し,同期ピークの抽出とその長期安定性について検討した。
実験の結果, 固定すると8時間の取得期間で時間的相関が安定であり, 最大ドリフトは約120psであり, 主に長繊維リンクと関連していることがわかった。
相関ピークの幅は検出器ジッタと一致しており、システムによって引き起こされる時間的拡張は無視できない。
この研究の主な成果は、現実的な大都市展開における2つの絡み合い光子源間の実験的同期であり、そこでは、非無視的な損失と背景雑音を特徴とする既存の通信インフラ上での絡み合い分布が実行される。
このシナリオでは、大都市圏のファイバネットワークが導入した重大な不完全性にもかかわらず、観測された相関関係は明確に検出可能であり、常にガウス統計によってよく近似されている。
このことは、2つの情報源が制御された実験室条件だけでなく、実世界の運用制約の下で確実に同期可能であることを確認している。
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