Enredamiento de nodos de memoria cuántica nanofotónicos en una red de telecomunicaciones

Área de la Ciencia:

• Ciencia de la información cuántica
• Las redes de comunicación cuántica
• La nanofotónica

Sus antecedentes:

• Las redes cuánticas prácticas requieren un entrelazamiento robusto entre los nodos de memoria cuántica.
• La infraestructura de fibra óptica existente presenta desafíos para la comunicación cuántica de larga distancia.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar una red cuántica de dos nodos utilizando centros de vacío de silicio (SiV) en el diamante.
• Para lograr la generación de entrelazamiento remoto y el almacenamiento para la comunicación cuántica.

Principales métodos:

• Utilizó registros multi-qubit basados en centros SiV en cavidades de diamantes nanofotónicos.
• Interacciones de espín-fotón mejoradas por cavidad para el entrelazamiento remoto.
• Conversión bidireccional de frecuencia cuántica integrada para longitudes de onda de las telecomunicaciones.

Principales resultados:

• Generó con éxito el entrelazamiento remoto entre dos nodos en una red cuántica.
• Demostrado entrelazamiento de memorias de espín nuclear a través de 40 km de fibra de baja pérdida y un bucle de fibra de 35 km.
• Logrado almacenamiento de enredo de segundo largo y detección de errores integrada utilizando qubits de espín nuclear.

Conclusiones:

• Este trabajo representa un paso hacia repetidores cuánticos prácticos.
• La arquitectura de red demostrada es crucial para las redes cuánticas a gran escala.
• La generación y el almacenamiento de enredos robustos en redes de fibra son factibles con los centros SiV.