Fuente de telecomunicaciones de distribución de polarización-entrelazamiento ajustable hasta 100 km para QKD multiusuario sobre redes de fibra óptica de área metropolitana

 Vikash K µm ar Yadav, Vivek Venkataraman, Joyee Ghosh

Abstracto

La escalabilidad de las redes de comunicación cuántica de µm requiere fuentes multiplexadas por división de longitud de onda (WDM) compactas, integradas en fibra, fáciles de implementar y eficientes para la distribución segura de claves multiusuario. En este trabajo, demostramos una fuente multicanal de pares de fotones con polarización entrelazada en la banda C de telecomunicaciones de baja pérdida, basada en la conversión descendente paramétrica espontánea de tipo 0 en una guía de ondas de cresta de litio- µm (MgO:PPLN) dopado con MgO indifundido con Zn y polarizado periódicamente acoplado a fibra en la configuración Sagnac. La fuente se puede sintonizar fácilmente para generar el estado de Bell |Φ ⁺ ⟩ o |Φ ⁻ ⟩ en 14 pares de canales de la red WDM densa (espaciado de 100 GHz) de la Unión Internacional de Telecomunicaciones alrededor de 1550 nm con una fidelidad bruta de ≳89%, con un valor máximo de µm de ≳94%. La concurrencia bruta es ≳0,8 para ambos estados de Bell en todos los pares de canales, y el parámetro S observado (⁠>2,56 ± 0,04 en los 14 pares de canales) muestra una fuerte violación de la desigualdad de CHSH-Bell. La idoneidad de la fuente para la transmisión de entrelazamiento a larga distancia también se demuestra por la transferencia exitosa de fotones entrelazados hasta 100 km mientras se mantiene la fidelidad >85% y µm cto de avalancha de fotón único basados ​​en semiconductores cto temperatura ambiente convencionales , y estos son los mejores informados con estos cto . Nuestra fuente altamente flexible puede soportar hasta ∼40 pares de usuarios para comunicarse simultáneamente y puede implementarse fácilmente en la infraestructura actual de telecomunicaciones de fibra óptica del área metropolitana para formar una red de comunicación cuántica µm .