Source de télécommunications pour la distribution d'intrication polarisée accordable jusqu'à 100 km pour la distribution quantique de clés (QKD) multi-utilisateurs sur les réseaux de fibres optiques métropolitains.

 Vikash K µm ar Yadav, Vivek Venkataraman, Joyee Ghosh

Abstrait

L'évolutivité des réseaux de communication quantiques µm exige des sources WDM (multiplexage en longueur d'onde) compactes, intégrées à la fibre, faciles à déployer et efficaces pour la distribution sécurisée de clés multi-utilisateurs. Nous présentons ici une telle source multicanaux de paires de photons intriqués en polarisation dans la bande C des télécommunications à faibles pertes. Cette source repose sur la conversion paramétrique spontanée de type 0 dans un guide d'ondes à crête en niobate de lithium µm (MgO:PPLN), couplé à la fibre et couplé à une fibre optique, en configuration Sagnac. La source peut être facilement accordée pour générer l'état de Bell |Φ⁺⟩ ^ou |Φ⁻⟩ ^dans 14 paires de canaux de la grille WDM dense de l'Union internationale des télécommunications (espacement de 100 GHz) autour de 1550 nm, avec une fidélité brute supérieure à 89 % et une µm supérieure à 94 %. La concurrence brute est supérieure ou égale à 0,8 pour les deux états de Bell dans toutes les paires de canaux, et le paramètre S observé (supérieur à 2,56 ± 0,04 dans les 14 paires de canaux) indique une violation importante de l'inégalité CHSH-Bell. L'aptitude de la source à la transmission d'intrication à longue distance est également démontrée par le transfert réussi de photons intriqués jusqu'à 100 km, tout en maintenant une fidélité supérieure à 85 % et un taux d'erreur binaire quantique µm à 9 %. L'effet de la dispersion du mode de polarisation sur la distribution de l'intrication entre les utilisateurs distants est également étudié en détail. Toutes ces performances sont mesurées à l'aide de cto à avalanche de photons uniques conventionnels à semi-conducteurs fonctionnant à cto , et il s'agit des meilleures performances rapportées avec ce type de cto . Notre source très flexible peut prendre en charge jusqu'à environ 40 paires d'utilisateurs communiquant simultanément, et elle peut être facilement déployée dans l'infrastructure de télécommunications à fibre optique métropolitaine actuelle pour former un réseau de communication µm