Quant µm Verschränkungsverteilung koexistiert mit hochperformanter, breitbandiger klassischer optischer Kommunikation über eine reale Glasfaserverbindung zwischen entfernten, synchronisierten Knoten

Gina M. Talcott, Ahnnika I. Hess, Laura d'Avossa, Scott J. Kohlert, Fei I. Yeh, Jim Hao Chen, Joe J. Mambretti, Tim M. Rambo, Gregory S. Kanter, Jordan M. Thomas und Prem K µm ar

Abstrakt

Die Kompatibilität mit bestehender klassischer Netzwerkinfrastruktur bietet einen skalierbaren Weg zum Aufbau großflächiger µm Netzwerke. Wir demonstrieren hier die Verteilung von polarisationskodierter µm -Verschränkung im O-Band über eine installierte 24,4 km lange Glasfaser, parallel zu einem hochmodernen, voll ausgelasteten klassischen Kommunikationsleitungssystem im C-Band und einem L-Band-Synchronisationssignal mit Pikosekundenpräzision. Das klassische System überträgt zwei 800-Gbit/s-Kanäle, während der restliche Bereich des C-Bands mit verstärkter spontaner Emission (ASE) belegt ist, wie es für solche modernen Kommunikationssysteme üblich ist. Wir untersuchen das aus diesem breitbandigen C-Band-Licht erzeugte spontane Raman-Streuspektrum µm und geben Einblicke in die Wellenlängenzuweisung für µm Kanäle im O-Band. Optimale Wellenlängenauswahl und schmalbandige Filterung ermöglichen eine hohe Bell-Zustandsgenauigkeit bei gleichzeitiger Nutzung einer Gesamt-Einspeisungsleistung von 21,4 dBm im C-Band, die für eine 36-Tbit/s-Übertragung geeignet ist. Unseres Wissens ist dies die erste Implementierung von Verschränkungs-basierter µm im Mikrometerbereich zwischen zwei entfernten Knoten, die parallel zu einem unabhängigen klassischen Kommunikationsverkehr stattfindet. Wir demonstrieren die Koexistenz von Quantenverschränkung im µm mit extrem hohen Leistungspegeln und einer Rekordbandbreite im klassischen Bereich. Dies eröffnet vielversprechende Perspektiven für reale, auf Verschränkung basierende Netzwerke, die in Hochleistungskommunikationsinfrastrukturen integriert werden können.