Kompakte Verschränkungsquellen für tragbare µm Quanteninformationsplattformen

Tiphaine Kouadou, Colin P. Lualdi, Spencer Johnson, Kristina Meier, Josh Aller, Brad Slezak, Tony Roberts, Phil Battle, Paul G. Kwiat

Abstrakt

Wir beschreiben zwei neuartige Verschränkungsquellen, die auf spontaner parametrischer Abwärtskonversion in periodisch gepolten Wellenleitern basieren. Mithilfe quasi-phasenangepasster KTP-Kristalle demonstrierten wir eine postselektionsbasierte, polarisationsverschränkte, entartete Quelle bei 810 nm sowie eine postselektionsfreie, nicht-entartete, kollineare Quelle, die verschränkte Photonen bei 810 nm und 1550 nm erzeugt. Die Quellen zeichnen sich durch hohe Helligkeit und Zustandsqualität aus – die nicht-entartete Quelle erreicht Fidelity und Reinheit von bis zu 99 % – und bieten deutliches Verbesserungspotenzial. Darüber hinaus sind sie kompakt, stabil und benötigen nach der Einstellung nur geringe Justierung, was für praktische Anwendungen in der µm und Netzwerktechnik im Mikrometerbereich entscheidend ist. Schließlich machen sie ihre geringe Größe, ihr geringes Gewicht und ihr niedriger Stromverbrauch (SWaP) zu einer attraktiven Option für mobile Plattformen, beispielsweise für Drohnen oder Satelliten.