高度非简并纠缠光子源用于光纤量子密钥分发
纠缠光子源(EPS)是构建可扩展量子通信与量子密钥分发(QKD)系统的核心组件。该研究团队展示了一种基于0型自发参量下转换(SPDC)的交叉晶体结构稳定高非简并EPS,在473纳米激光泵浦下可产生680纳米与1550纳米波长的光子对。这种首次报道的波长组合兼具以下优势:可见光/近红外波段硅单光子雪崩二极管(Si-SPAD)的峰值探测效率,以及电信C波段光纤的低损耗传输特性。该配置在Si-SPAD与铟镓砷探测器联用时,实现了性能与成本的最佳平衡。测量显示该光源具有300吉赫兹的光谱带宽,对应高达1.9×10³对·秒⁻¹·毫瓦⁻¹·吉赫兹⁻¹的谱亮度。采用Si-SPAD与超导纳米线单光子探测器(SNSPD)联测时,预示效率分别达到18%(信号光)和34%(闲置光)。纠缠态在H/V基下的可见度为(97.3±1.0)%,D/A基下为(94.9±1.6)%,保真度≥(96.1±1.3)%。这些结果表明,该EPS可作为光纤QKD及新兴长距离量子网络架构的理想混合波长平台。
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