用于时间箱量子通信的千兆赫兹速率薄膜铌酸锂接收器

时间编码量子光态是实现量子技术应用的关键。将操控功能集成至芯片级器件中,对于构建可扩展、高性能且经济高效的量子网络至关重要。本研究基于薄膜铌酸锂(TFLN)平台开发了全集成高通量量子接收器,能够对时间编码量子态进行高速电光操控。该器件采用新颖架构,可实现电光带宽超过30GHz的时间量子态主动切换,同时支持实时任意投影测量(带宽>1GHz)。该团队通过多项应用展示了其多功能性与性能表现:包括以38个标准偏差违反贝尔不等式且可见度>95%的纠缠态认证实验。进一步将其应用于光纤量子通信场景,实验演示了基于纠缠的量子密钥分发(QKD)协议,在连续运行12小时中实现了超过25kbit/s的稳定有限尺寸安全密钥率。该系统采用高速主动切换方案,克服了传统方案中时间后选择的需求,不仅消除了影响时间编码纠缠QKD协议安全性的根本漏洞,还降低了对单光子探测器时间分辨率的严苛要求。此外,主动投影基选择功能显著提升了通信双方的灵活性。这项研究为时间编码量子通信建立了多功能、可扩展的架构,为在工业级光子技术平台上实现实用化协议奠定了基础。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-17 20:51

量科快讯