In-field entanglement distribution over a 96 km-long submarine optical fibre
用于分发量子安全密钥的技术已经达到了成熟的水平，允许它们在各种环境中实现，远离任何形式的实验室基础设施。在这里，我们详细介绍了马耳他和西西里岛之间的纠缠分布超过96公里长的海底电信光纤电缆。我们使用这种标准电信光纤作为量子信道来分配偏振纠缠光子，并且每秒能够观察到大约257个光子对，偏振可见度超过90%。我们的实验证明了使用部署的海底通信光纤作为偏振纠缠光子的长距离量子信道的可行性。这为利用现有基础设施进行未来实验和技术应用提供了大量可能性。
2018-03-01 quant-ph
Distribution of high-dimensional orbital angular momentum entanglement at telecom wavelength over 1km of optical fibre
在量子信息处理中，高维纠缠在提高信道容量和抗噪声能力方面有着巨大的潜力。然而，它的分布是一项具有挑战性的任务，对其应用施加了严格的限制。在这里，我们报告的三维轨道角动量（OAM）纠缠通过1公里长的光纤的第一个分布。利用主动稳定相位预补偿技术，我们成功地将一个三维OAM纠缠光子对中的一个光子传输到光纤中。相对于三维最大纠缠态（MES），分布式OAM纠缠态仍表现出高达71%的保真度.此外，我们证明了高维量子纠缠通过违反广义贝尔不等式而在输运过程中存活，得到了$\sim3$标准差与$I_{3}=2.12\pm0.04$的违反.我们开发的方法可以扩展到更高的OAM维数和更大的距离原则上。我们的研究结果为未来基于OAM的高维长距离量子通信迈出了重要的一步。
2019-10-29 quant-ph
A Fibre-Integrated SPDC Heralded Single-Photon Source Using Zn-Indiffused PPLN Ridge Waveguides at Telecom Wavelengths
University of Southampton（南安普顿大学）；Covesion Ltd.（Covesion有限公司）
研究利用锌扩散PPLN脊形波导构建光纤集成单光子源，工作于0型简并SPDC模式。其发射宽带光谱，亮度高，预示效率达58(5)%，纯度高。该成果展示了此平台用于波长复用量子网络的可行性。
2026-07-16 quant-ph
Squeezing at a telecom wavelength, a compact and fully guided-wave approach
我们证明，第一次，实现了一个完全的导波压缩实验在电信波长。态的产生依赖于波导非线性光学技术，而压缩、收集和传输仅用通信光纤元件来实现。我们观察到高达$-1.83\pm0.05$ dB的压缩发射在1542 nm的CW泵浦制度。与自由空间配置相比，实验的紧凑性和稳定性代表了实现实验室外CV量子通信的重要一步，与现有的电信光纤网络完全兼容。我们相信，这项工作代表了一个有前途的方法，为真正的应用，以及为“自己动手”的实验
2016-01-26 quant-ph
Unconditionally secure quantum key-distribution with relatively strong signal pulse
提出了一种无条件安全的量子密钥分发（QKD）协议。虽然我们的协议具有与Bennett 1992协议类似的安全基础，但具有较强的参考脉冲（B92），我们的方案使用较少数量的检测器，并且对光纤中的瑞利散射具有鲁棒性。我们推导出我们的协议的密钥生成率的下限，并表明我们的协议可以覆盖相对较长的距离，假设精确的相位调制和稳定的干涉仪。
2007-11-22 quant-ph
Unconditionally secure one-way quantum key distribution using decoy pulses
我们在这里报告一个完整的实验实现的单向诱饵脉冲量子密钥分发，证明了一个无条件安全的密钥速率为5.51 kbps的25.3公里的光纤长度。这是两个数量级以上的价值，可以获得一个非诱饵系统。我们还介绍了一个简单的测试检测光子数分裂攻击，并强调它是必不可少的技术的安全性，以充分表征所使用的源和检测器。
2006-10-03 quant-ph
Transmission of light-matter entanglement over a metropolitan network
本研究通过城域光纤成功传输与固态量子存储器纠缠的电信光子，在50 km光纤间距和25 μs存储时间下保持高度非经典相关性与88%双比特保真度，为未来量子网络奠定基础。
2023-04-11 quant-ph
Fibre based hyperentanglement generation for dense wavelength division multiplexing
纠缠态是量子信息科学和相关新兴技术的关键资源。光子系统提供了大范围的可利用的纠缠自由度，如频率，时间，偏振和空间模式。超纠缠光子同时利用多个自由度来增强量子信息协议的性能。在这里，我们报告了一个完全导波的方法产生偏振和能量-时间超纠缠光子在电信波长。此外，通过将源的宽带发射光谱解复用成五个标准电信信道对，我们证明了符合光纤网络标准，并将量子信道的有效比特率容量提高了一个数量级。在所有的通道对，我们观察到违反了广义贝尔不等式超过27个标准偏差，强调我们的方法的相关性。
2019-08-09 quant-ph
Quantum storage of entangled telecom-wavelength photons in an erbium-doped optical fibre
未来量子互联网的实现需要在本地节点处理和存储量子信息，并使用自由空间和光纤链路将远程节点互连。光的量子存储器是这种量子网络的关键要素。然而，迄今为止，既没有报道用于在与标准电信光纤基础设施兼容的波长下操作的光的非经典状态的原子量子存储器，也没有报道量子存储器的基于光纤的实现。在这里，我们展示了存储和忠实的回忆的状态的1532 nm波长的光子，纠缠与795 nm的光子，在一个合奏的低温冷却铒离子掺杂到一个20米长的硅酸盐纤维使用光子回波量子存储协议。尽管目前效率和存储时间有限，但我们的宽带光物质接口使基于光纤的量子网络更接近现实。此外，它还有助于对非常规材料中的光-物质相互作用和集体原子效应进行新的测试。
2015-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.optics
A multiplexed light-matter interface for fibre-based quantum networks
利用光子通过光纤或自由空间链路处理和分发量子信息，对于构建未来的量子网络至关重要。这种网络所需的可扩展性可以通过采用被复用到时间和/或频率中的光子量子态以及能够以大的时间带宽积和多模容量存储和处理这种状态的光物质接口来实现。尽管在开发此类设备方面取得了重要进展，但使用非经典光来演示这些功能仍然具有挑战性。采用低温冷却掺铒光纤中的原子频率梳量子存储协议，我们报道了在通信波长（1.53 μm）处的预言单光子的量子存储，其时间带宽积接近800。此外，我们展示了频率多模存储以及基于记忆的光谱时间光子操纵。值得注意的是，我们的演示依赖于在电信波长下运行的完全集成的量子技术，即用于产生预示单光子的光纤尾纤非线性波导，用于光子存储和操纵的掺铒光纤，以及用于有效单光子检测的光纤接口超导纳米线设备。随着存储效率的提高，我们的光物质接口可能成为未来量子网络的有用工具。
2015-11-26 quant-ph
Fibre polarization state compensation in entanglement-based quantum key distribution
使用偏振编码的量子密钥分发（QKD）可能难以在部署的电信光纤上实现，因为光纤链路的路由几何形状和双折射可能改变传播光子的偏振状态。这些改变导致基失配，从而导致量子误码率（QBER）增加。在这项工作中，我们展示了一种技术，用于动态补偿光纤引起的状态变化在QKD系统部署的光纤。该补偿方案包括使用随机优化算法使QBER最小化的反馈回路。
2021-07-16 quant-ph
Quantum teleportation across a metropolitan fibre network
如果一个光子通过所谓的贝尔态测量（Bell state measurement，BSM）与纠缠光子对的一个成员相互作用，它的状态将被传送到该对的第二个成员上。从1997年开始，量子力学的这个令人困惑的预言已经被证明了很多次;然而，除了最近的一个例外，只有接收到传送态的光子（如果有的话）走得很远，而参与BSM的光子总是在它们被创造的地方附近被测量。利用卡尔加里光纤网络，我们报道了一个波长为795 nm的光子与另一个通信光子相互作用后的量子隐形传态.这将远距离传送的距离从818米提高到6.2公里。我们的演示为基于量子中继器的通信建立了一个重要的要求，并构成了通往全球量子互联网道路上的里程碑。
2016-05-27 quant-ph
A Bright Source of Telecom Single Photons Based on Quantum Frequency Conversion
按需不可区分的单光子源对于量子网络和通信是必不可少的。半导体量子点是最有前途的候选者之一，但它们典型的发射波长使它们不适合用于光纤网络。在这里，我们提出了近红外光子从一个明亮的量子点到电信C波段的量子频率转换，允许与现有的光纤架构集成。我们使用定制的可调谐2400 nm种子激光器在差频产生过程中将单光子从942 nm转换为1550 nm。我们实现了$\sim$ 35%的端到端转换效率，展示了在1550 nm处使用$g^{\left(2\right)}\left(0\right) = 0.04$的接近1 MHz的计数率，并且实现了60%的Hong-Ou-Mandel vibration。我们希望这种方案比直接发射电信波长的量子点源更适合于基于光纤的量子网络。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent light scattering from a telecom C-band quantum dot
量子网络有潜力通过量子密钥分发改变安全通信，并实现分布式量子计算和传感的新概念。电信波长的相干量子光产生是基于光纤的网络实现的基础，但傅立叶限制发射和亚自然线宽光子到目前为止仅在可见光到近红外波长范围内的系统中报道。在这里，我们使用InAs/InP量子点来展示在电信波长处具有比傅里叶极限长得多的相干时间的光子。负责任的弹性激光散射机制的证据是观察到在一个独特的签名在双光子干涉测量，并确认使用的发射相干性的直接测量。此外，我们表明，即使是非弹性散射光子的相干时间内的误差酒吧的傅立叶极限。最后，我们直接利用光纤中的最小衰减，这些光子通过测量25公里的光纤后的双光子干涉，从而证明发射约100 000激发周期的光子的不可分辨性。
2022-06-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
An entangled photon source for the telecom C-band based on a semiconductor-confined spin
本文利用InAs/InP量子点中的基态自旋，在电信C波段实现了自旋与顺序发射光子的可扩展纠缠，展示了双量子比特和三量子比特纠缠保真度，为光纤量子网络中的大规模光子簇态生成提供了实用路径。
2025-07-02 quant-ph
Stable Polarization Entanglement based Quantum Key Distribution over Metropolitan Fibre Network
我们展示了一个量子密钥分发实施部署黑暗电信光纤偏振纠缠光子产生的O波段。其中一对光子通过10公里的部署光纤传播，而其他光子则在本地检测到。通过光纤传播的光子所经历的偏振漂移用液晶可变延迟器补偿。这确保了QKD的连续稳定运行，平均QBER为6.4%，最终密钥速率为109 bits/s。
2020-07-04 quant-ph
Fast Purcell-enhanced single photon source in 1,550-nm telecom band from a resonant quantum dot-cavity coupling
1,550 nm电信波段的高比特率纳米腔单光子源是光纤远程量子通信网络发展面临的挑战。在这里，我们报告了一个非常快的单光子源在1,550 nm的电信波段，这是通过一个大的Purcell增强，从一个单一的InAs量子点和InP光子晶体纳米腔耦合的结果。在共振时，自发发射速率提高了5倍，从而在1，550 nm处获得了0.2 ns的创纪录的快速发射寿命。我们还表明，这种发射表现出增强的反聚束下降。这是在1,550 nm电信波段首次实现纳米腔增强单光子发射器。这种在电信波段的耦合量子点腔系统因此提供了明亮的高比特率非经典单光子源，其为经由光纤的长距离量子电信系统的发展提供了吸引人的新机会。
2012-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Plug-&-play generation of non-Gaussian states of light at a telecom wavelength
这项工作标志着在连续变量制度的实用量子光学技术的重要进展，因为它显示了实验的可行性，其中非高斯状态生成完全依赖于即插即用组件从引导波动光学技术。这一策略在实验上得到了证实，实验中采用了基于从压缩真空中减去单光子的方法制备低振幅薛定谔猫态。实验的所有阶段都是基于现成的光纤组件。这导致了一个稳定，紧凑，易于重新配置的实现，完全兼容现有的光纤网络，更一般地说，与未来的实验室外的应用。
2022-05-31 quant-ph
Passively stable distribution of polarisation entanglement over 192 km of deployed optical fibre
基于纠缠光子对的量子密钥分发（QKD）技术具有实现基于中继器的量子网络的潜力。我们演示了长距离纠缠分布的偏振纠缠光子对通过两个连续部署的96公里长的电信光纤在同一海底电缆。每对光子中的一个光子在光源后直接被检测到，而另一个光子在两个方向的光纤电缆中传播，总距离为192公里，衰减为48 dB。所观察到的双光子Bell态具有85% $\pm$ 2%的保真度，并且在几个小时内是稳定的。我们既没有采用量子态的主动稳定，也没有对光纤进行色散补偿。
2019-07-10 quant-ph
Storage and analysis of light-matter entanglement in a fibre-integrated system
部署一个成熟的量子互联网带来了一个挑战，即为远程量子节点之间的纠缠分发找到足够的构建块。一个理想的系统将把光纤中的传播与光的量子存储器结合起来，利用现有的通信网络，同时具有扩展到网络规模所需的可扩展性。在这里，我们展示了一个光纤集成的量子存储器纠缠与光子在电信波长。该存储器件基于掺稀土固体中的光纤尾纤激光写入波导，并允许存储器的全光纤稳定寻址。使用基于光纤的干涉仪进行纠缠的分析。我们的研究结果在光物质纠缠的集成存储的存储时间和效率方面具有数量级的进步，并向使用集成器件的量子网络迈出了重要的一步。
2022-01-10 quant-ph
Experimental generation of tripartite telecom photons via an atomic ensemble and a nonlinear waveguide
非经典多光子态和非经典数态由于其在基础量子力学测试、量子精密测量和量子计算中的广泛应用而受到人们的广泛关注，因此在实验上产生非经典多光子态和非经典数态是一个长期的目标。本文利用热原子系综中的自发拉曼散射过程与周期极化非线性波导中的自发参量下转换过程级联，制备了三重态光子，观察到了三重态光子的强时间相关性。我们的实验代表了不同阶次的非线性过程和不同的物理系统的第一次组合，显示了这种复合系统在这一研究方向的可行性。此外，所制备的真三重态光子全部在电信波段，适合于光纤中的长距离量子通信。
2015-01-12 quant-ph
Quantum storage of 1650 modes of single photons at telecom wavelength
为了充分发挥量子网络的潜力，人们应该能够以可观的速率在长距离上分配量子资源。因此，网络中的所有组件都需要具有大的多模容量来操纵光子量子态。为此，多模光子量子存储器，特别是在电信波长下工作的光子量子存储器，仍然是一个关键的挑战。在这里，我们展示了在1532 nm的光谱时间复用量子存储器。在10米长的低温冷却掺铒石英光纤中，采用原子频率梳协议实现了通信波段单光子的多模量子存储。多路复用包括五个光谱通道-每个10 GHz宽-并且在每个通道中多达330个时间模式，从而同时存储1650个单光子模式。我们的演示为高速率量子网络打开了大门，这对未来的量子互联网至关重要。
2023-02-08 quant-ph
Group-velocity symmetry in photonic crystal fibre for ultra-tunable quantum frequency conversion
单光子的低噪声频率转换是建立基于光纤的量子网络的关键工具。我们表明，一个单一的光子晶体光纤可以实现频率转换的布拉格散射四波混频的源光子从超宽的波长范围内通过工程对称的群速度分布。此外，我们讨论了如何泵调谐可以减轻现实的差异，在设备制造。这使得单个高度适应性的频率转换接口能够通过电信频段连接量子网络中的不同节点。
2021-05-18 physics.optics quant-ph
Quantum teleportation using highly coherent emission from telecom C-band quantum dots
在量子网络中连接不同节点的一种实用方法是通过标准的电信光纤网络发送光子。这需要在1550 nm左右的电信波段中的亚泊松光子源，其中光子相干时间必须足以实现量子网络核心的许多基于干涉的技术。在这里，我们表明，液滴外延InAs/InP量子点在电信C波段发射可以提供光子的相干时间超过1纳秒，即使在非共振激发下，超过一个因素两个更长的值比短波长量子点在类似条件下报告。我们证明，这些相干时间，使接近最佳的干扰与C波段激光量子比特，与vibration仅限于量子点多光子发射。利用纠缠光子，我们进一步展示了这种量子比特在六种不同的基中的隐形传态，平均保真度达到88.3 $\pm$ 4%。除了在长距离量子通信中的直接应用之外，这些量子点中的高度相干性对于未来基于自旋的电信量子网络应用是有希望的。
2019-01-08 quant-ph
An optical-fibre-integrated buffer for packet-switched quantum networks
Linköpings Universitet（林雪平大学）；RISE-Research Institutes of Sweden（瑞研所）；Universidad de Concepción（康塞普西翁大学）；Millennium Institute for Research in Optics（光学研究千年研究所）
该研究展示了一种光纤集成分组级量子网络缓冲器，基于超低损耗掺铒光纤相位调制器，实现最长47μs的量子比特有效载荷稳定存储，可集成到现有电信基础设施中，为量子互联网部署提供实用方案。
2026-08-06 physics.optics quant-ph
Multi-user quantum key distribution with entangled photons from an AlGaAs chip
鉴于量子信息技术在现实世界中的应用，微型量子资源与现有光纤网络的结合是一个至关重要的问题。在这些资源中，片上纠缠光子源在量子通信、计算和计量等应用中发挥着核心作用。在这里，我们使用在室温下运行的纠缠光子的半导体源与标准电信组件一起演示多用户量子密钥分发，这是一种用于保护量子网络通信的核心协议。该源包括一个AlGaAs芯片发射偏振纠缠光子对在一个大的带宽在主电信波段约1550 nm，而不使用任何片外补偿或干涉方案的光子对直接发射到一个密集波分复用器（DWDM）和秘密密钥之间的几对用户通过不同的渠道进行通信分配。我们实现了87%的DWDM后测量的可见性，并显示使用两个网络用户之间的50公里标准电信光纤链路的长距离密钥分配。这些结果说明了一个有前途的路线，以适应量子网络基础设施的实用，资源有效的实现。
2016-07-06 quant-ph
Entanglement Swapping with Independent Sources over an Optical Fibre Network
纠缠态的隐形传态，即纠缠交换，在量子通信和网络中起着重要的作用，本文报道了在合肥市光纤网络上用两个独立的通信波段纠缠光子对源进行的纠缠交换的现场测试实验。两个源位于相距12 km的两个节点处，并且在第三位置中执行贝尔状态测量，该第三位置用14.7 km和10.6 km光纤连接到两个源节点。在我们的实验中观察到的平均可见度为79.9+/-4.8%，这足以推断违反了贝尔不等式。利用纠缠交换机制，我们实现了一个与源无关的量子密钥分发，该量子密钥分发对任何针对测量点检测的攻击都是免疫的。
2016-06-23 quant-ph
Provably Secure and Practical Quantum Key Distribution over 307 km of Optical Fibre
1984年提出的量子密钥分发（QKD）允许两个用户通过潜在不安全的量子信道交换可证明安全的密钥。自那时以来，量子密钥分配引起了人们的广泛关注，并在理论和实践上取得了重大进展。然而，在应用方面，实际的基于光纤的QKD系统的操作距离被限制在约150 km，这主要是由于由常用的半导体单光子探测器（SPD）产生的高背景噪声以及对最小经典后处理（CPP）块尺寸的严格要求。在这里，我们提出了一个紧凑和自主的QKD系统，能够在307公里的超低损耗光纤（51.9 dB损耗）上分发可证明安全的密钥。该系统是基于最近开发的标准半导体（InGaAs）的SPD记录低背景噪声和一种新的高效的有限密钥安全分析的量子密钥分发。这证明了基于标准光纤通信组件的实用长距离QKD的可行性。
2014-07-28 quant-ph
Light-matter entanglement over 50 km of optical fibre
当在远程位置之间共享时，纠缠为科学和技术开辟了全新的能力[1，2]。设想的量子网络在其远程基于物质的量子节点之间分配纠缠，在其中存储，处理和使用[1]。开创性的实验已经展示了光子如何在相距几十米的单个离子或单个原子之间分配纠缠[3，4]，以及在相距1公里的两个氮空位中心之间分配纠缠[5]。在这里，我们报告了在50公里的光纤上观察到的物质（被困离子）和光（光子）之间的纠缠：开始构建大规模量子网络的实际距离。我们的方法包括利用腔QED技术实现光-物质纠缠的有效光源和1550~nm通信C波段的量子光子转换器。我们的方法提供了一条直接的路径来纠缠具有量子逻辑能力的捕获离子量子比特的远程寄存器[6 - 8]，以及它们包含的光学原子钟跃迁[9，10]，间隔数百公里。
2019-01-18 quant-ph
Multi-node quantum key distribution network using existing underground optical fibre infrastructure
利用现有地下光纤构建多节点量子密钥分发网络，实现高速率安全通信，为关键应用提供可扩展的量子网络解决方案。
2025-12-02 quant-ph
No Superluminal Signaling Implies Unconditionally Secure Bit Commitment
比特承诺（Bit commitment，BC）是一种重要的密码学原语，它可以让一个代理说服一个相互不信任的当事人，她已经做出了0或1的绑定选择，但只是在以后的时间里透露她的选择。理想情况下，BC协议应该简单，可靠，易于使用现有技术实现，并且最重要的是无条件安全，因为它的安全性是基于信息理论证明，而不是计算复杂性假设或可信仲裁者的存在。在这里，我们报告这样一个可证明安全的计划只涉及单向经典通信的无条件安全性是基于没有超光速信令（NSS）。我们的方案是受到Kent早期工作的启发，他提出了两个不切实际的相对论协议，其无条件安全性尚未建立，以及几个可证明的无条件安全协议，依赖于量子力学和NSS。我们的方案在概念上是简单的，并首次表明，量子通信是不需要实现BC的无条件安全。此外，与纯经典通信，我们的计划是实用的，易于实现与现有的电信技术。这完成了基于已知物理定律的无条件安全位承诺的研究周期。
2014-11-19 cs.CR quant-ph
Breakdown flash at telecom wavelengths in InGaAs avalanche photodiodes
由于现有的光纤基础设施和成熟的电信技术，电信波长（1260- 1625 nm）上的量子密钥分发（QKD）具有快速部署的潜力。在这些波长下，基于砷化铟镓（InGaAs）雪崩光电二极管（APD）的探测器是光子探测的首选。类似于在较短波长下使用的硅对应物，它们表现出来自雪崩击穿过程中产生的电子-空穴对的复合的荧光。这种荧光可能会打开攻击QKD系统的侧通道。在这里，我们表征了两个商业InGaAs单光子计数模块的击穿荧光，并找到了1000 nm和1600 nm之间的光谱分布。我们还表明，通过频谱滤波，这种侧通道可以有效地抑制。
2017-08-29 physics.app-ph quant-ph
Long distance quantum teleportation of qubits from photons at 1300 nm to photons at 1550 nm wavelength
以1300 nm波长光子编码的基本二维量子态（量子比特）被传送到1550 nm光子上。电信波长的使用使得能够利用标准光纤，并允许从一个实验室传送到55米远的一个实验室，通过2公里的光纤连接。量子隐形传态的保真度为81.2%。这足以证明量子隐形传态的原理，特别是纠缠的利用。这个实验是迈向量子中继器的第一步。
2003-01-31 quant-ph
Continuous entanglement distribution over a transnational 248 km fibre link
纠缠是许多量子应用的基础。其中技术上最成熟的是量子密钥分发，它利用纠缠光子的量子相关性来产生具有可证明不可破解安全性的密钥。在这方面的一个关键挑战是建立连续工作，可靠的长距离纠缠分布。然而，通过卫星的连接不允许无中断运行，到目前为止，部署的光纤实施因损耗、几个小时的工作时间或使用可信节点而被限制在100公里以内。在这里，我们展示了奥地利和斯洛伐克之间持续工作的国际链路，通过部署的248公里电信光纤直接分配偏振纠缠光子对。尽管有79 dB的损耗，我们在110小时的示例性操作时间内测量到9 s $^{-1}$的稳定配对率。我们减轻多对检测与严格的时间滤波，使非本地补偿的色散。全自动的主动偏振稳定使纠缠态的可见性保持在86%，总共82小时，以1.4比特/秒的速率产生403 kbit的量子安全密钥。我们的工作为长距离低维护、超稳定的量子通信铺平了道路，不受云覆盖和一天中的时间的影响，从而向量子互联网迈出了重要的一步。
2022-03-23 quant-ph
A Reconfigurable Multilayer Quantum Key Distribution Network over Existing Metropolitan Fibre
PhOSLab, Department of Electrical Engineering, Computer Engineering and Informatics, Cyprus University of Technology（塞浦路斯理工大学电气、计算机与信息工程系 PhOSLab）
针对现有城域光纤上部署量子网络的挑战，本文提出并演示了一个七节点多层QKD网络，通过可重构光交换和频谱管理实现高可用性密钥分发，并揭示了跨层资源共享机制。
2026-09-22 quant-ph
Optical Charge Injection and Full Coherent Control of Spin-Qubit in the Telecom C-band Emitting Quantum Dot
具有可操纵自旋量子位的固态量子发射器是量子通信应用的有前途的平台。虽然这种光-物质界面可以在许多系统中实现，但只有少数系统允许长距离量子网络所需的电信波段的光发射。在这里，我们提出并实现了一种新的光学活性的固态自旋量子位的基础上，在一个单一的InAs/GaAs量子点生长在InGaAs变质缓冲层发射光子在C-波段的限制的孔。我们使用外部磁场提升空穴的自旋简并，并演示了空穴注入，初始化，读出和完整的相干控制使用皮秒光脉冲。这些结果展示了一种新的固态自旋量子位平台，与现有的光纤网络兼容。
2021-07-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
GHz-clocked teleportation of time-bin qubits with a telecom C-band quantum dot
隐形传态是量子力学的一个基本概念，在通过量子中继节点扩展量子通信信道的范围方面具有重要应用。为了与诸如通过光纤网络的安全量子密钥分发之类的现实技术兼容，这样的中继节点必须以GHz时钟速率操作，并在1550 nm左右的低损耗电信频带中接受时间仓编码的量子比特。在这里，我们表明，InAs/InP液滴外延量子点，其子泊松发射近1550 nm的理想适合实现这种技术。为了在GHz时钟速率下创建必要的按需光子发射，我们开发了一种灵活的脉冲光激发方案，并证明了快速驱动条件与低多光子发射速率兼容。我们进一步表明，即使在这些驱动条件下，从双激子级联获得的光子对显示接近90%的纠缠保真度，可比的连续波激发下获得的值。利用非对称马赫-曾德尔干涉仪和我们的光子源，我们最终构建了一个能够接收和发送时间仓编码光子的时间仓量子比特量子中继，并证明了$0.82\pm0.01$的平均隐形传态能力，超过经典极限近10个标准差。
2020-01-20 quant-ph
Operational entanglement-based quantum key distribution over 50 km of real-field optical fibres
研究提出基于能量-时间纠缠的真实场域50公里量子密钥分发链路，结合纠缠光子对源、主动稳定分析器及无专用信道时钟同步方法，实现40 kbps原始密钥率，建成首个完全运行的城域纠缠量子网络。
2022-08-02 quant-ph
Quantum Key Distribution using Deterministic Single-Photon Sources over a Field-Installed Fibre Link
本文在哥本哈根18公里暗光纤上，利用频率转换至电信波段的量子点确定性单光子源实现偏振编码BB84量子密钥分发，在9.6 dB损耗下获得超过2 kbits/s的密钥率并稳定运行24小时以上，证明了该技术走向实际量子网络的成熟度。
2023-04-12 quant-ph
All-fibre multiplexed source of high-purity heralded single photons
基于自发光子对产生的单光子源使量子光学的开创性实验成为可能。然而，它们的非确定性是扩大光子和混合量子增强技术的瓶颈。此外，光子对通常被发射到许多相关的频率模式中，从而在预示时产生不期望的混合状态。在这里，我们提出了一个完整的光纤集成预示着单光子源，同时解决这两个困难。我们使用主动开关提供了一个路径，确定性操作多路复用单独的自发源，和色散工程，以尽量减少高纯度的单光子产生的频率相关性。所有的基本元素--具有色散控制、波长隔离、光学延迟和快速开关的非线性材料--都被集成在一个低损耗的无损耗封装中，这预示着电信单模光纤中的光子。我们的研究结果表明，一个可扩展的方法，提供纯单光子直接进入导波光子器件。
2016-03-20 physics.optics quant-ph
Deployment-ready quantum key distribution over a classical network infrastructure in Padua
当前的技术进步正在推动量子密钥分发向商业和世界规模的扩展。它提供无条件安全通信的能力将是下一代电信网络的基本特征。然而，在实际操作场景中实现QKD以及与经典电信基础设施共存的演示对于可靠的开发至关重要。在这里，我们提出了一个量子密钥分发应用程序实现了一个经典的基于光纤的基础设施。通过利用一个单一的光纤电缆的量子和经典的信道，并通过使用一个简化的接收机方案，只有一个单光子探测器，我们证明了低成本和现成的量子密钥分发系统与标准的经典基础设施兼容的可行性。
2021-09-28 quant-ph
Quantum teleportation from a telecom-wavelength photon to a solid-state quantum memory
在量子隐形传态中，单个量子系统的状态被分离成经典信息和纯粹的量子关联，随后被重建到从未与第一个系统直接相互作用的第二个系统上。这种违反直觉的现象是量子信息科学的基石，因为它在几个重要任务中起着至关重要的作用，例如使用量子中继器长距离传输量子信息。在这种背景下，最重要的挑战是在远程节点之间分配纠缠，并将这种纠缠作为长距离光到物质量子隐形传态的资源。在这里，我们展示了量子隐形传态的偏振态的电信波长的光子到固态量子存储器的状态。在存储单个光子的掺杂稀土离子的晶体与飞行的电信波长光子之间建立了纠缠。后者与另一个携带要传送的偏振态的飞行量子比特联合测量，这预示着传送。从存储器中检索到的光子的偏振态的保真度被证明大于在没有纠缠的情况下可实现的最大保真度，即使当两个飞行量子比特行进的组合距离是25公里的标准光纤时。这种光到物质的隐形传态通道为利用固态量子存储器实现量子网络的远距离实现铺平了道路。
2014-01-27 quant-ph
Room-temperature solid state quantum emitters in the telecom range
按需单光子发射器（SPE）在包括量子计算、量子模拟、量子精密测量和量子通信在内的广泛量子技术中发挥着关键作用。在量子网络和量子密钥分发协议中，其中光子被用作飞行量子比特，由于减少的光纤损耗，电信波长操作是优选的。然而，尽管开发各种触发SPE平台的巨大努力，在室温和电信波长下工作的触发SPE的鲁棒源仍然缺失。在这里，我们报告了一个触发，光学稳定，室温固态SPE电信波长工作。发射器具有高光子纯度（约5%的多光子事件）和创纪录的高亮度约1.5 MHz。该发射归因于氮化镓（GAN）晶体中的局部缺陷。嵌入在技术成熟的半导体中的高性能SPE对于片上量子模拟器和实用的量子通信技术具有重要的应用前景。
2017-08-02 cs.ET physics.app-ph quant-ph
A frequency-doubled, pulsed laser system for rubidium manipulation
我们建立了一个用于操纵冷Rb原子的脉冲激光系统。该系统结合了光学电信组件和倍频，以产生780 nm的光。使用快速的光纤耦合强度调制器，将来自连续激光二极管的输出切成长度在1.3和6.1 ns之间并且重复频率为5 MHz的脉冲。这些脉冲使用掺铒光纤放大器进行放大，并在周期性极化的锂离子晶体中倍频，产生高达12 W的峰值功率。利用产生的光在780 nm，我们证明拉比振荡的F = 2 <->F=3-跃迁的一个单一的87 Rb原子。
2005-07-25 quant-ph
Entanglement distribution and quantum storage of more than 8000 modes over a metropolitan network
University of Geneva（日内瓦大学）；Aalto University（阿尔托大学）；Chimie ParisTech, PSL University, CNRS, Institut de Recherche de Chimie Paris（巴黎高等化学学院，PSL大学，法国国家科学研究中心，巴黎化学研究 institute）
该研究开发了含特定多模量子存储器的量子中继器节点，通过施密特分解定量测量时间模式容量，在都市光纤网络中实现了超8000个模式的纠缠分发与存储，为实用量子通信提供了支持。
2026-08-14 quant-ph
Measurement-device-independent quantum key distribution coexisting with classical communication
QuTech, and Kavli Institute of Nanoscience, Delft Technical University（代尔夫特理工大学量子纳米中心与开尔文纳米科学研究所）
本研究展示了测量设备无关量子密钥分发与经典通信在同一光纤上共存的实验结果，并预测在不同波长窗口下可实现超高速通信速率。
2019-05-01 quant-ph
Unrepeated White Rabbit Time Synchronisation over a 300 km Optical Fibre Link
本研究实现了300公里光纤链路的未重复白兔时间同步，通过优化组件实现亚纳秒级精度，为大规模量子网络的时间分发提供可行方案。
2025-11-28 physics.optics quant-ph
Purifying quantum-dot light in a coherent frequency interface
本研究针对亮量子点近红外发射需转至电信波段且信号质量影响量子网络性能的问题，提出在周期性极化铌酸锂波导中利用反向差频产生同时实现单光子光谱纯化与C波段频率转换，为高性能单发射体源集成到混合量子网络提供了可行路径。
2024-07-11 quant-ph
Quantum communications with time-bin entangled photons: long distance quantum teleportation and quantum repeaters
使用2公里的标准电信光纤，我们将波长为1310 nm的光子携带的量子比特传送到另一个实验室中波长为1550 nm的光子携带的量子比特。要传送的光子和必要的纠缠光子对在两个不同的非线性晶体中产生。测量的平均保真度为81.2%。我们将讨论如何将其用作没有量子存储器的量子中继器。
2003-01-31 quant-ph
Quantum key distribution over 40 dB channel loss using superconducting single photon detectors
量子密钥分发（QKD）提供了一种基于量子力学定律的无条件安全的通信方式。目前，一个主要的挑战是实现具有40 dB信道损耗的QKD系统，如果我们要使用通信卫星实现全球规模的QKD网络，这是必需的。在这里，我们报告了第一个QKD实验，其中安全密钥分布在42 dB的信道损耗和200公里的光纤。我们采用了时钟频率为10 GHz的差分相移量子密钥分发（DPS-QKD）协议和基于NbN纳米线的超导单光子探测器（SSPD）。SSPD提供非常低的暗计数率（几Hz）和小的定时抖动（半高全宽60 ps）。这些特性使我们能够构建一个10 GHz时钟的QKD系统，从而在42 dB的信道损耗上分发安全密钥。此外，我们在105公里的光纤上实现了17 kbit/s的安全密钥速率，比以前的记录高出两个数量级，在200公里的光纤上实现了12.1 bit/s的安全密钥速率，这是迄今为止最长的地面QKD。在我们的实验中生成的密钥对于单个光子的一般集体攻击和多光子的特定集体攻击都是安全的，称为顺序无歧义状态鉴别（USD）攻击。
2007-06-04 quant-ph
Quantum bit with telecom wave-length emission from a simple defect in Si
提出硅中碳间隙缺陷可作为量子比特，在室温下稳定发射通信波长光子，并可能在CMOS兼容平台中实现自旋-光子界面，推进量子中继器发展。
2024-04-25 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Space-borne quantum memories for global quantum communication
全球规模的量子通信链路将成为量子互联网的骨干。然而，光纤中的指数损耗排除了超过几百公里的任何实际应用。量子中继器和天基系统可以克服这一限制。在这里，我们分析了使用量子存储器（QM）装备的卫星量子通信集中在全球范围内的中继器和测量设备无关（MDI）QKD。我们证明，配备量子调制器的卫星提供三个数量级更快的纠缠分发速率比现有的协议基于光纤中继器或空间系统没有量子调制器。我们分析了纠缠分布性能如何取决于内存特性，确定基准来评估不同任务的性能，并提出了各种架构的光物质接口。我们的工作提供了一个实用的路线图，以实现无条件安全的量子通信在全球范围内与当前的技术。
2020-06-18 physics.atom-ph quant-ph
Experimental Quantum Key Distribution with Decoy States
为了大幅度提高量子密钥分发（QKD）的传输距离和密钥生成速率，人们提出了利用不同强度的信号--量子诱饵的思想。在这里，我们提出了诱饵态QKD的第一个实验实现。通过对一个商用的量子密钥分发系统进行简单的修改，我们证明了在15 km的电信光纤上可以获得165 bit/s的安全密钥生成速率，这是理论极限的1/4。我们还表明，在相同的实验参数，甚至没有一个安全的密钥位可以提取与非诱饵状态协议。与单光子源相比，诱饵态量子密钥分发是一种简单的方法，可以提高无条件安全量子密钥分发的距离和密钥生成速率。
2005-11-03 quant-ph
Poled-fibre phase modulator for efficient high-dimensional quantum measurements
Universidad de Concepción（康塞普西翁大学）；Universidad Católica de la Santísima Concepción（至圣无玷圣心天主教大学）；Linköpings Universitet（林雪平大学）
该研究采用极化光纤相位调制器（PFPM）实现全光纤集成平台的高维量子态测量，简化了接收器架构，其四维QKD的每脉冲有限密钥率超现有演示，为高效检测提供了适用平台。
2026-08-06 quant-ph
