基于time-bin量子比特的高速率多路糾纏源——PPLN晶體應用

依據time-bin量子比特的高速度多路糾紛源——ppln晶胞操作

隨著量子計算出來的不斷發展，對于現代公鑰加密的威脅也逐漸明顯起來。而量子產品密鑰分銷（QKD）是克服這一威脅的方法之一，通過允許在多方之間安全地共享加密密鑰，以抵御潛在的qie聽者和量子計算器的解密能力。糾纏光子是此類應用的基本資源，因此糾纏分發是新興量子網絡計劃的關鍵組成部分。來自加州理工學院的Andrew Mueller及其團隊，在《Optica》期刊上發表了一篇題為"High-rate multiplexed entanglement source based on time-bin qubits for advanced quantum networks"的研究文章，介紹了他們開發的基于time-bin量子比特（qubits）的高速率多路復用技術糾纏不清源，而這一成果為構建前沿的量子網絡提供了重要的基礎技術。

Time-bin糾纏不休光波筒介

以光量子的的不同時間方式商品編寫代碼的量子企業信息叫做time-bin量子比特。在類似于量子比特中，光量子被商品編寫代碼到早期或過晚運到的時間里，也可是說time-bin量子比特是光量子運到隨時的相干累加，闡述一種光量子處在兩時間組織的幾率幅。

相對于基于偏振的系統相比，time-bin糾纏光子源具有相當的優勢。在時間模式中，相對的相位是穩定的，因此在遠距離的傳輸中不會發生嚴重的退相干。自由空間中用于傳輸的偏振態對于光纖中的雙折射和散射十分敏感，而Time-bin這種量子比特編碼形式憑借其在光纖中對抗退相干的魯棒性，適合于長距離傳輸。非等臂干涉儀是產生 Time-bin 量子比特的一種常用方法。

Time-bin商品代碼的基本特征，回收利用單光量子。環路用紅條標出。光纖激光切割機的組件:BS -分束器，M -折射鏡，φ -長程總相位變化。源自Misiaszek-Schreyner, Marta. "Applications of single-photon technology." arxiv preprint arxiv:2205.10221 (2022). 

檢測方式

在本文中，通過將4.09-GHz的鎖模激光器的光通過80ps的延遲干涉儀（12.5-GHz自由光譜范圍）導入到非線性晶體中，以實現高速糾纏源。低抖動差分超導納米線單光子探測器（SNSPDs）可以使time-bin量子比特解析為80ps寬的bin。而波長復用被用來實現多個高可見度的通道配對，這些配對共同加起來形成了一個高符合率。在低平均光子數（μL=5.6×10-5±9.0×10-6）時8通道系統可見度可達到平均99.3%，而在較高功率時（μH=5.0×10-3±3.0×10-4），演示時總符合率為3.55MHz，平均可見度為96.6%。裝置具體分為糾纏光子源以及光譜復用以及探測部分。

纏繞激光源

如圖所示浮現了該實驗性試驗裝置。來源鎖模電磁信號光器的電磁信號光，中心站主波長為1539.47nm，能夠個80ps推遲了線涉及儀。源涉及儀一種秒表的時期引發兩位電磁信號，主要用于標識號early/late的依據方式（|e?, |l?），隨即由個兩次諧波生成二維碼（SHG）功能方案上互轉，并能夠個type-0的自發性參數下互轉（SPDC）功能方案（Covesion），由下互轉引發要死要活電子束對。SPDC功能方案是個步入的25px防氧化鎂摻入鈮酸鋰（MgO:PPLN）波導，具備18.3μm的時期。上互轉的電磁信號在769nm處具備243 GHz（0.48nm）的全寬半高服務器帶寬。

鎖模激光手術器（Pritel UOC）的脈寬借助80ps延長線干涉儀儀截成兩束，隨后在重新諧波生產+摻鉺金屬線拖動器（SHG + EDFA）功能中來進行上轉化成和拖動。發源SHG功能的短PM金屬線拼接到一兩個非波形晶胞（Mgo:PPLN），借助自發性物理量下轉化成（SPDC）生產光量子對。粗波分復用技術（CWDM）功能將光量子對的光譜儀分離出來成6個13nm寬的頻譜，各分為包圍1530和1550nm，表示于無線數字信號和閑余光量子。無線數字信號和閑余光量子各分為被優化到Bob和Alice站點地圖。

光譜圖復接和探測器

造成的激光對用一些粗波分重復的適用器（CWDM）剝離，該重復的適用器的目的是將SPDC光譜分析圖儀圖圖切割成光仟寬帶寬的兩半。而對于在Alice和Bob的適用高出16個稠密波分重復的適用器（DWDM）檢修車道的整體，CWDM將修改成一些分束器，該分束器管用地將1540nm低于的詳盡SPDC光譜分析圖儀圖圖發給Bob，將1540nm大于的光譜分析圖儀圖圖發給Alice。PPLN造成的糾結閑置資產和網絡信號激光分別為被發到標簽為Alice和Bob的受到站。有所不同受到站的一些讀出干預儀將那些光譜分析圖儀圖圖帶投影屏幕到一些塑料的時刻-相位基礎知識上。走過里，DWDM將能量消耗-時刻糾結的激光對切割成光譜分析圖儀圖圖檢修車道。的適用100GHz接連的稠密波分重復的適用器（DWDM）輸出模塊將有所不同頻次檢修車道引領到有所不同的光仟中。實驗設計中采用了幾個超導納米技藝線單激光遙測器（SNSPDs）來進行激光運到時刻的在線測量，并甄別用多路重復的適用技藝造成的各個高不難發現度檢修車道對。

在實驗中使用的ITU信道。用相同顏色突出顯示的信道對遵守SPDC的相位和泵浦能量匹配條件。為了評估Alice的DWDM復用器的全部16個信道（27-42），Bob的8通道DWDM被替換為具有可調諧諧振頻率的窄帶濾波器（圖中未顯示）。

PPLN的效果

高傳輸傳輸率死皮賴臉布局圖制作完成了對于高傳輸傳輸率死皮賴臉的QKD，各種擁有前端量子網特殊性的更普通的操作流程，而許非常多多在許非常多多公式層面有另人感覺難忘的體現。近幾年許非常多多探索都注重必須 使用高數目度、光譜圖對比度、回收利用速度和誕生死皮賴臉光量子對的高還可以看出性，而還可以通過非線性網絡結晶還可以實現實際的高傳輸傳輸率死皮賴臉布局圖制作的訴求。

在量子溝通和電子束學范圍內，非直線電子光學玻璃多尖晶石起到了了至關極為重要的用。在此項理論研究中，量子溝通依耐于量子糾紛態的生產和推送，而在使用Covesion的PPLN多尖晶石（的生長期極化鈮酸鋰多尖晶石），借助非直線電子光學玻璃相應——自行參數表下變為（SPDC）生產了糾紛電子束對，而這種電子束對是推動QKD和量子網路的核心。Covesion的PPLN多尖晶石僅憑其高非直線常數和精確度地極化的生長期，推動了高質量率的電子束對生產了，這將提高了量子溝通軟件系統的縱向時延。從文中中使用WGP-1550-10光纖傳輸解耦補強型封裝波導應用領域于SPDC，在有很棒轉換成能力的一同還具有易用與安全可靠，并可相互配套出具氣溫管控器，確定多尖晶石在穩固性高的氣溫下工作中，夠滿足相位適應具體條件以收獲穩固性高的糾紛電子束對生產了。倘若您來說封裝波導有較多某個的要求，Covesion也出具高端定制服務培訓，還有的生長期并且 多尖晶石長寬高一系列參數表。

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