量子テレポーテーションの初の実証(First demonstration of quantum teleportation over busy Internet cables)

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2024-12-20 ノースウェスタン大学

ノースウェスタン大学の研究者たちは、既存のインターネット通信が行われている光ファイバーケーブル上での量子テレポーテーションに初めて成功しました。この成果は、量子通信と従来のインターネット通信を統合し、特別なインフラを必要とせずに量子ネットワークを構築する可能性を示しています。研究チームは、光ファイバー内の混雑を避けるために、混雑の少ない波長を選択し、特殊なフィルターを追加することで、量子情報の伝送を実現しました。この研究は、量子通信の次なるステップへの道を開くものとして注目されています。

<関連情報>

光ファイバーにおける古典通信と共存する量子テレポーテーション Quantum teleportation coexisting with classical communications in optical fiber

Jordan M. Thomas, Fei I. Yeh, Jim Hao Chen, Joe J. Mambretti, Scott J. Kohlert, Gregory S. Kanter, and Prem Kumar
Optica  Published: December 20, 2024
DOI:https://doi.org/10.1364/OPTICA.540362

量子テレポーテーションの初の実証(First demonstration of quantum teleportation over busy Internet cables)

Abstract

The ability for quantum and conventional networks to operate in the same optical fibers would aid the deployment of quantum network technology on a large scale. Quantum teleportation is a fundamental operation in quantum networking, but has yet to be demonstrated in fibers populated with high-power conventional optical signals. Here we report, to the best of our knowledge, the first demonstration of quantum teleportation over fibers carrying conventional telecommunications traffic. Quantum state transfer is achieved over a 30.2-km fiber carrying 400-Gbps C-band classical traffic with a Bell state measurement performed at the fiber’s midpoint. To protect quantum fidelity from spontaneous Raman scattering noise, we use optimal O-band quantum channels, narrow spectro-temporal filtering, and multi-photon coincidence detection. Fidelity is shown to be well maintained with an elevated C-band launch power of 18.7 dBm for the single-channel 400-Gbps signal, which we project could support multiple classical channels totaling many terabits/s aggregate data rates. These results show the feasibility of advanced quantum and classical network applications operating within a unified fiber infrastructure.

0404情報通信
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