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 ( S CHSH > 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 distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 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 | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».