Quantum SourceとイスラエルのDDR&Dがキャリブレーション不要な単一原子エンタングルド光子源を実証


イスラエルの量子ハードウェア開発企業であるQuantum Source Labsは、イスラエル国防研究開発局(Directorate of Defense Research & Development (DDR&D / MAFAT))と共同で、堅牢な量子シングレット・ベル状態における偏光エンタングルド光子対のオンデマンド生成を実証しました。これは、微小な光学共振器内に閉じ込められた単一のルビジウム原子から放出され、決定論的に生成された光子対が、継続的に変化する物理的条件下で、標準的な光ファイバー1キロメートル以上にわたって伝送されました。分散されたエンタングルメントは、測定可能な忠実度の低下なく目的地に到達し、アクティブな偏光安定化、フィードバックシステム、またはチャネルキャリブレーションループの必要性を完全に回避しました。

歴史的に、量子ネットワークは、このような光子対を生成するために、自発的パラメトリック下方変換(SPDC)のような確率的なプロセスに依存してきました。SPDCでは、光子はランダムに生成され、生成レートを上げようとすると多重光子対生成エラーの確率が急増するという根本的なトレードオフが生じます。Quantum Sourceは、共振器量子電磁力学(cavity QED)を活用して単一のルビジウム原子を微小共振器内に閉じ込め、原子と光子の相互作用を増幅することで、この運用上のボトルネックを解消します。外部トリガーを受信すると、原子は数十ナノ秒のタイムスケールで、ほぼ同時に正確に2つのエンタングルド光子を放出します。これにより、高輝度・高忠実度のエンタングルド光子対の信頼性の高いソースが得られます。

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