卫星辅助的高维光子编码纠缠分发

卫星辅助的纠缠分发是实现远距离量子网络的一种有前景的方法。然而,现有量子存储器的有限相干时间使得在地面站之间获取多个事件就绪的纠缠对变得具有挑战性,因为一对纠缠态在成功分发另一对之前就会退相干。该研究团队展示了如何通过将现有的卫星兼容自发参量下转换(SPDC)源与地面上的量子态兼容量子存储器配对来规避这一问题。通过将SPDC源作为时间编码光子量子态的源,可以在地面站之间以比SPDC源作为光子量子位源时显著更高的速率实现多个纠缠对的同步分发。该团队发现,对于几秒的可实现相干时间和来自“墨子号”卫星的已展示性能,当需要多个事件就绪的高质量(贝尔对保真度≥0.95)纠缠对时,量子态操作比量子位操作快几个数量级。为了确保高质量的纠缠分发,该工作考虑了多路复用量子存储器操作存储,并且在量子位情况下,还考虑了存储截止时间。

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