用于城域光纤网络的多用户量子密钥分发（QKD）的电信级可调谐偏振纠缠分发源，传输距离可达100公里

 Vikash K µm ar Yadav、Vivek Venkataraman、Joyee Ghosh

抽象的

µm的可扩展性要求使用紧凑、光纤集成、易于部署且高效的波分复用 (WDM) 光源，以实现多用户安全密钥分发。本文展示了一种基于光纤耦合的锌扩散氧化镁掺杂周期极化铌酸µm(MgO:PPLN) 脊形波导（Sagnac 配置）的低损耗电信 C 波段多通道偏振纠缠光子对光源，该光源利用 0 型自发参量下转换产生偏振纠缠光子对。该光源可轻松调谐，在 1550 nm 附近生成 14 个通道对的 |Φ ⁺ ⟩ 或 |Φ ⁻ ⟩ 贝尔态，符合国际电信联盟 (ITU) 密集 WDM（100 GHz 间隔）网格标准，原始保真度 ≳89%，最大µm值 ≳94%。在所有信道对中，两种贝尔态的原始并发度均大于0.8，且观测到的S参数（在所有14个信道对中均大于2.56±0.04）表明CHSH-贝尔不等式被严重违反。此外，该光源还通过成功地将纠缠光子传输至100公里，同时保持保真度大于85%和量子µm级误码率小于9%，证明了其适用于长距离纠缠传输。本文还详细研究了偏振模式色散对远程用户间纠缠分布的影响。所有这些性能指标均使用传统的室温半导体单光子雪崩探测器进行测量cto并且ctocto的最佳结果。我们高度灵活的源可以支持多达 ∼40 个用户对同时通信，并且可以轻松部署到当前的城域光纤电信基础设施中，形成完整的基于 WDM 的量子µm通信网络。