Bright nanoscale source of deterministic entangled photon pairs violating Bell’s inequality
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Global, secure quantum channels will require efficient distribution of entangled photons. Long distance, low-loss interconnects can only be realized using photons as quantum information carriers. However, a quantum light source combining both high qubit fidelity and on-demand bright emission has proven elusive. Here, we show a bright photonic nanostructure generating polarization-entangled photon pairs that strongly violates Bell’s inequality. A highly symmetric InAsP quantum dot generating entangled photons is encapsulated in a tapered nanowire waveguide to ensure directional emission and efficient light extraction. We collect ~200 kHz entangled photon pairs at the first lens under 80 MHz pulsed excitation, which is a 20 times enhancement as compared to a bare quantum dot without a photonic nanostructure. The performed Bell test using the Clauser-Horne-Shimony-Holt inequality reveals a clear violation (SCHSH > 2) by up to 9.3 standard deviations. By using a novel quasi-resonant excitation scheme at the wurtzite InP nanowire resonance to reduce multi-photon emission, the entanglement fidelity (F = 0.817 ± 0.002) is further enhanced without temporal post-selection, allowing for the violation of Bell’s inequality in the rectilinear-circular basis by 25 standard deviations. Our results on nanowire-based quantum light sources highlight their potential application in secure data communication utilizing measurement-device-independent quantum key distribution and quantum repeater protocols.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».