論文の概要: Bell nonlocality with directly generated telecom-band spin-photon entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.08109v1
- Date: Sat, 08 Aug 2026 12:44:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-11 19:16:36.675026
- Title: Bell nonlocality with directly generated telecom-band spin-photon entanglement
- Title（参考訳）: 直接発生した通信バンドスピン光子絡み付きベル非局在性
- Abstract要約: 絡み合いの長距離分布は、光ファイバーの最小損失通信帯域で情報キャリアを動作させる必要がある。
我々は,ベルの不等式違反 2.455(77) > 2 を高次絡み合い対を用いて観測することによりベル非局所性を検証した。
この研究は、大規模原子ベースの量子ネットワークのための有望なビルディングブロックを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.9677423031379893
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum nonlocality, typically revealed through entanglement distribution across quantum networks, is a cornerstone of quantum information science. Long-distance distribution of entanglement requires the information carrier, i.e. flying photons, to operate in the minimum-loss telecom band of optical fiber. While extensive efforts have been devoted to the direct generation of entanglement between C-band telecom photons and various stationary spins, the verification of quantum nonlocality remains an outstanding challenge. Here, utilizing a dipole transition in rubidium atoms with a wavelength of 1530 nm and a cavity-assisted protocol, we achieve resonant excitation and direct emission of C-band telecom photons from a single atom, generating spin-photon entanglement with a measured Bell state fidelity exceeding 91.4%. We then verify Bell nonlocality by observing a Bell inequality violation of 2.455(77) > 2 using this high-quality entangled pair. These results extend the wavelength of a single-atom quantum emitter to the telecom C-band, achieving sufficiently high-fidelity spin-photon entanglement to finally verify Bell nonlocality. This work thereby provides a promising building block for a large-scale atom-based quantum network capable of distributed quantum metrology and long-distance quantum communication.
- Abstract（参考訳）: 量子非局所性(Quantum nonlocality)は、一般に量子ネットワーク間の絡み合いの分布を通して明らかにされる、量子情報科学の基盤である。
絡み合いの長距離分布は、情報キャリア、すなわち飛行光子を必要とする。
Cバンド通信光子と様々な静止スピンの直接絡み合いの創出に多大な努力が注がれているが、量子非局所性の検証は依然として顕著な課題である。
ここでは、ルビジウム原子の波長1530nmの双極子遷移とキャビティアシストプロトコルを用いて、単一原子からCバンド光子の共鳴励起と直接放出を行い、測定値のベル状態忠実度が91.4%を超えるスピン光子エンタングルメントを生成する。
次に,ベルの不等式違反 2.455(77) > 2 を高次絡み合い対を用いて観測することによりベル非局所性を検証する。
これらの結果は、単一原子量子エミッタの波長をテレコムCバンドに拡張し、十分に高忠実なスピン光子絡み合いを達成し、ベル非局所性を検証する。
これにより、分散量子メトロジーと長距離量子通信が可能な大規模原子ベースの量子ネットワークのための有望な構築ブロックを提供する。
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