用于双场量子密钥分发网络的长程纤维 Sagnac 干涉仪
量子物理
2025-03-03 v3
摘要
Sagnac 环结构可以帮助克服双场量子密钥分发（TFQKD）网络实际实现的主要难题，即需要在数公里长纤维中稳定量子态的相位。不幸的是，Rayleigh 背scatter 噪声限制了包含长纤维和有损光子器件的 Sagnac 系统的信噪比。本文通过发送长时段开-关脉冲并使用在单光子雪崩探测器上进行时间后选来解决了这一问题。我们还研究了剩余相位噪声对 Sagnac 结构未补偿的影响，发现相位噪声的方差随环路长度的三次方比例增长，验证了文献中已有的计算。我们测量了不同长度 Sagnac 环路的干涉可见度，未使用主动相位稳定即可在 200 km 超低损耗纤维中实现 > 97% 的可见度，这在已知情况下是最长的纤维 Sagnac 干涉仪。我们的结果表明，Sagnac 系统可用于长距离 TFQKD 网络，这是实现城市量子网络的重要一步。
关键词
引用
@article{arxiv.2407.08009,
title = {Long-fiber Sagnac interferometers for twin field quantum key distribution networks},
author = {Reem Mandil and Li Qian and Hoi-Kwong Lo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.08009},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in Physical Review Applied