論文の概要: Telecom-compatible polarization-to-time-bin conversion of atom-photon entanglement for heterogeneous quantum networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.29609v1
- Date: Fri, 31 Jul 2026 16:45:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-03 16:35:22.2491
- Title: Telecom-compatible polarization-to-time-bin conversion of atom-photon entanglement for heterogeneous quantum networks
- Title（参考訳）: 異種量子ネットワークにおける原子-光子エンタングルメントのテレコム互換偏光-時間-ビン変換
- Abstract要約: 本稿では、原子-光子の絡み合いを、原子波長の偏光符号化から、通信用Cバンドの時間ビン符号化に変換するインタフェースを実証する。
これは、単一の原子量子メモリに絡み合った光子の分極-時間-ビン変換の最初のデモンストレーションである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A key enabling feature of future quantum networks is interoperability between platforms that operate at different wavelengths and with different qubit encodings. We demonstrate an interface that converts atom-photon entanglement from polarization encoding at an atomic wavelength to time-bin encoding in the telecom C-band. Atom-entangled photons at 854 nm are generated from a single $^{40}$Ca$^+$ ion. After quantum frequency conversion to 1550 nm, the photonic polarization qubit is converted into a time-bin qubit using a fiber-based Mach--Zehnder-like encoder. Full quantum tomography of the final state verifies that the process preserves entanglement with 96.3(4.2)% fidelity. Together with the independent work of Ferrari et al. [arXiv:2607.07805 (2026)], this is the first demonstration of polarization-to-time-bin conversion of photons entangled with a single atomic quantum memory. The telecom-compatible interface enables robust qubit transmission over optical fibers and provides a key building block for heterogeneous quantum networking architectures.
- Abstract（参考訳）: 将来の量子ネットワークの鍵となる特徴は、異なる波長と異なる量子ビット符号化を持つプラットフォーム間の相互運用性である。
本稿では、原子-光子の絡み合いを、原子波長の偏光符号化から、通信用Cバンドの時間ビン符号化に変換するインタフェースを実証する。
854nmの原子エンタングルド光子は、1つの$^{40}$Ca$^+$イオンから生成される。
1550nmへの量子周波数変換の後、フォトニック偏光量子ビットはファイバーベースのマッハ-ツェンダー様エンコーダを用いて時間ビン量子ビットに変換される。
最終状態の完全な量子トモグラフィーは、プロセスが96.3(4.2)%の忠実度で絡み合いを保つことを検証している。
Ferrari et al [arXiv:2607.07805 (2026)] の独立な研究とともに、これは単一の原子量子メモリで絡み合った光子の偏光-時間-ビン変換の初めての実証である。
テレコム互換インタフェースは、光ファイバ上の堅牢な量子ビット伝送を可能にし、異種量子ネットワークアーキテクチャのための鍵となるビルディングブロックを提供する。
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