論文の概要: Experimental zero-added-loss multiplexing Bell-pair source for long-haul quantum networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.18666v1
• Date: Wed, 19 Aug 2026 08:18:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-20 20:13:55.340018
• Title: Experimental zero-added-loss multiplexing Bell-pair source for long-haul quantum networks
• Title（参考訳）: 長期量子ネットワークのためのゼロ・ロス多重化ベルペア実験
• Abstract要約: 平均忠実度が93.9$pm$SI1.4%である16個の並列周波数モード間の絡み合わせを実証する。 総スワップレートは5.38$pm$0.17,sipairs,s-1であり、SI8.2e2pairs,s-1のZALMベルペアレートに相当する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3908906925636173
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Boosting the communication rate of quantum networks is a central challenge in quantum information science. Recently, an efficient entanglement distribution scheme employing quasi-deterministic Bell-pair sources based on time-frequency multiplexing, referred to as zero-added-loss multiplexing~(ZALM), has been proposed. Its implementation, however, requires high-fidelity entanglement swapping across densely multiplexed time-frequency modes, which has remained an experimental challenge. Here we demonstrate entanglement swapping across 16 parallel frequency modes with a high average fidelity of 93.9$\pm$\SI{1.4}{\%}. Notably, polarization-entangled photon pairs in each frequency mode are spectrally single-mode using only off-the-shelf 50-GHz dense wavelength-division multiplexing~(DWDM) filters, eliminating the need for additional narrowband filtering. Furthermore, in order to fully exploit the temporal degree of freedom, the pump pulse is operated with a repetition frequency of \SI{3.0}{GHz}. By combining the frequency and time multiplexing, the total swapping rate reaches 5.38$\pm$0.17\,\si{pairs\,s^{-1}}, which corresponds to the ZALM Bell-pair rate of \SI{8.2e2}{pairs\,s^{-1}}. Our results establish the key experimental capabilities required for ZALM and demonstrate a scalable route toward practical high-rate quantum repeaters and long-haul quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークの通信速度を高めることは、量子情報科学における中心的な課題である。 近年,ゼロ付加損失多重化(ZALM)と呼ばれる時間周波数多重化に基づく準決定論的ベルペア源を用いた効率的な絡み合い分布法が提案されている。 しかし、その実装は、高密度に多重化された時間周波数モードにまたがる高忠実な絡み合わせを必要とするが、これは実験的な課題であり続けている。 ここでは、平均忠実度93.9$\pm$\SI{1.4}{\%} の16個の並列周波数モード間の絡み合わせを実証する。 特に、各周波数モードにおける偏光絡み合った光子対は、オフザシェルフ50GHzの高密度波長分割多重化(DWDM)フィルタのみを用いてスペクトル的に単一モードであり、追加の狭帯域フィルタは不要である。 さらに、時間的自由度を完全に活用するために、ポンプパルスをSI{3.0}{GHz}の繰り返し周波数で動作させる。 周波数と時間多重化を組み合わせることで、総スワップレートは5.38$\pm$0.17\,\si{pairs\,s^{-1}}に達し、これはZALMベルペアレートのSI{8.2e2}{pairs\,s^{-1}}に対応する。 本研究は、ZALMに必要な重要な実験能力を確立し、実用的な高速量子リピータや長距離量子ネットワークへのスケーラブルな経路を実証するものである。

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