High-quality quantum process tomography of time-bin qubit’s transmission over a metropolitan fiber network and its application

Peiyu Zhang; Liangliang Lu; Fangchao Qu; Xinhe Jiang; Xiaodong Zheng; Yanqing Lu; Shining Zhu; Xiao-Song Ma

doi:10.3788/COL202018.082701

Chinese Optics Letters, Volume. 18, Issue 8, 082701(2020)

High-quality quantum process tomography of time-bin qubit’s transmission over a metropolitan fiber network and its application

Peiyu Zhang, Liangliang Lu, Fangchao Qu, Xinhe Jiang, Xiaodong Zheng, Yanqing Lu, Shining Zhu, and Xiao-Song Ma^*

Author Affiliations

National Laboratory of Solid-state Microstructures, School of Physics, College of Engineering and Applied Sciences, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210093, China

show less

References(37)

[1] H. J. Kimble. Nature, 453, 1023(2008).

[2] S. Wehner, D. Elkouss, R. Hanson. Science, 362, eaam9288(2018).

[3] S. Liao, W. Cai, W. Liu, L. Zhang, Y. Li, J. Ren, J. Yin, Q. Shen, Y. Cao, Z. Li, F. Li, X. Chen, L. Sun, J. Jia, J. Wu, X. Jiang, J. Wang, Y. Huang, Q. Wang, Y. Zhou, L. Deng, T. Xi, L. Ma, T. Hu, Q. Zhang, Y. Chen, N. Liu, X. Wang, Z. Zhu, C. Lu, R. Shu, C. Peng, J. Wang, J. Pan. Nature, 549, 43(2017).

[4] J. Qiu. Nature, 508, 441(2014).

[5] D. Stucki, M. Legre, F. Buntschu, B. Clausen, N. Felber, N. Gisin, L. Henzen, P. Junod, G. Litzistorf, P. Monbaron, L. Monat, J. Page, D. Perroud, G. Ribordy, A. Rochas, S. Robyr, J. Tavares, R. Thew, P. Trinkler, S. Ventura, R. Voirol, N. Walenta, H. Zbinden. New J. Phys., 13, 123001(2011).

[6] M. Sasaki, M. Fujiwara, H. Ishizuka, W. Klaus, K. Wakui, M. Takeoka, S. Miki, T. Yamashita, Z. Wang, A. Tanaka, K. Yoshino, Y. Nambu, S. Takahashi, A. Tajima, A. Tomita, T. Domeki, T. Hasegawa, Y. Sakai, H. Kobayashi, T. Asai, K. Shimizu, T. Tokura, T. Tsurumaru, M. Matsui, T. Honjo, K. Tamaki, H. Takesue, Y. Tokura, J. F. Dynes, A. R. Dixon, A. W. Sharpe, Z. L. Yuan, A. J. Shields, S. Uchikoga, M. Legré, S. Robyr, P. Trinkler, L. Monat, J. Page, G. Ribordy, A. Poppe, A. Allacher, O. Maurhart, T. Länger, M. Peev, A. Zeilinger. Opt. Express, 19, 10387(2011).

[7] M. Peev, C. Pacher, R. Alléaume, C. Barreiro, J. Bouda, W. Boxleitner, T. Debuisschert, E. Diamanti, M. Dianati, J. F. Dynes, S. Fasel, S. Fossier, M. Fürst, J. Gautier, O. Gay, N. Gisin, P. Grangier, A. Happe, Y. Hasani, M. Hentschel, H. Hübel, G. Humer, T. Länger, M. Legré, R. Lieger, J. Lodewyck, T. Lorünser, N. Lütkenhaus, A. Marhold, T. Matyus, O. Maurhart, L. Monat, S. Nauerth, J. Page, A. Poppe, E. Querasser, G. Ribordy, S. Robyr, L. Salvail, A. W. Sharpe, A. J. Shields, D. Stucki, M. Suda, C. Tamas, T. Themel, R. T. Thew, Y. Thoma, A. Treiber, P. Trinkler, R. Tualle-Brouri, F. Vannel, N. Walenta, H. Weier, H. Weinfurter, I. Wimberger, Z. L. Yuan, H. Zbinden, A. Zeilinger. New J. Phys., 11, 075001(2009).

[8] C. Elliott. New J. Phys., 4, 46(2002).

[9] Y. Mao, B. Wang, C. Zhao, G. Wang, R. Wang, H. Wang, F. Zhou, J. Nie, Q. Chen, Y. Zhao, Q. Zhang, J. Zhang, T. Chen, J. Pan. Opt. Express, 26, 6010(2018).

[10] B. Fröhlich, J. F. Dynes, M. Lucamarini, A. W. Sharpe, Z. Yuan, A. J. Shields. Nature, 501, 69(2013).

[11] W. Chen, Z. Han, T. Zhang, H. Wen, Z. Yin, F. Xu, Q. Wu, Y. Liu, Y. Zhang, X. Mo, Y. Gui, G. Wei, G. Guo. IEEE Photon. Technol. Lett., 21, 575(2009).

[12] X. Wang, S. Li, X. Jiang, J. Hu, M. Xue, S. Xu, S. Pan. Chin. Opt. Lett., 17, 060601(2019).

[13] M. A. Nielsen, I. L. Chuang. Quantum Computation and Quantum Information(2010).

[14] F. Bouchard, F. Hufnagel, D. Koutný, A. Abbas, A. Sit, K. Heshami, R. Fickler, E. Karimi. Quantum, 3, 138(2019).

[15] B. Ndagano, B. Perez-Garcia, F. S. Roux, M. McLaren, C. Rosales-Guzman, Y. Zhang, O. Mouane, R. I. Hernandez-Aranda, T. Konrad, A. Forbes. Nat. Phys., 13, 397(2017).

[16] N. Gisin, G. Ribordy, W. Tittel, H. Zbinden. Rev. Mod. Phys, 74, 145(2002).

[17] R. Valivarthi, M. L. G. Puigibert, Q. Zhou, G. H. Aguilar, V. B. Verma, F. Marsili, M. D. Shaw, S. W. Nam, D. Oblak, W. Tittel. Nat. Photon., 10, 676(2016).

[18] Q. Sun, Y. Mao, S. Chen, W. Zhang, Y. Jiang, Y. Zhang, W. Zhang, S. Miki, T. Yamashita, H. Terai, X. Jiang, T. Chen, L. You, X. Chen, Z. Wang, J. Fan, Q. Zhang, J. Pan. Nat. Photon., 10, 671(2016).

[19] A. Boaron, G. Boso, D. Rusca, C. Vulliez, C. Autebert, M. Caloz, M. Perrenoud, G. Gras, F. Bussières, M. Li, D. Nolan, A. Martin, H. Zbinden. Phys. Rev. Lett., 121, 190502(2018).

[20] D. Stucki, N. Brunner, N. Gisin, V. Scarani, H. Zbinden. Appl. Phys. Lett., 87, 194108(2005).

[21] X. Song, H. Li, C. Zhang, D. Wang, S. Wang, Z. Yin, W. Chen, Z. Han. Chin. Opt. Lett., 13, 012701(2015).

[22] W. Liang, S. Wang, H. Li, Z. Yin, W. Chen, Y. Yao, J. Huang, G. Guo, Z. Han. Sci. Rep., 4, 3617(2014).

[23] H. Takesue, Y. Noguchi. Opt. Express, 17, 10976(2009).

[24] D. Bruß. Phys. Rev. Lett., 81, 3018(1998).

[25] D. Rusca, A. Boaron, F. Grünefelder, A. Martin, H. Zbinden. Appl. Phys. Lett., 112, 171104(2018).

[26] D. Bacco, I. Vagniluca, B. Da Lio, N. Biagi, A. Della Frera, D. Calonico, C. Toninelli, F. S. Cataliotti, M. Bellini, L. K. Oxenløwe, A. Zavatta. EPJ Quantum Technol., 6, 5(2019).

[27] D. Bacco, B. Da Lio, D. Cozzolino, F. Da Ros, X. Guo, Y. Ding, Y. Sasaki, K. Aikawa, S. Miki, H. Terai, T. Yamashita, J. S. Neergaard-Nielsen, M. Galili, K. Rottwitt, U. L. Andersen, T. Morioka, L. K. Oxenløwe. Commun. Phys., 2, 140(2019).

[28] C. Branciard, N. Gisin, V. Scarani. New J. Phys., 10, 013031(2008).

[29] X. Tang, A. Wonfor, R. Kumar, R. V. Penty, I. H. White. J. Lightwave Technol., 36, 5230(2018).

[30] P. Sibson, C. Erven, M. Godfrey, S. Miki, T. Yamashita, M. Fujiwara, M. Sasaki, H. Terai, M. G. Tanner, C. M. Natarajan, R. H. Hadfield, J. L. O’Brien, M. G. Thompson. Nat. Commun., 8, 13984(2017).

[31] B. Korzh, C. C. W. Lim, R. Houlmann, N. Gisin, M. J. Li, D. Nolan, B. Sanguinetti, R. Thew, H. Zbinden. Nat. Photon., 9, 163(2015).

[32] D. Stucki, N. Walenta, F. Vannel, R. T. Thew, N. Gisin, H. Zbinden, S. Gray, C. Towery, S. Ten. New J. Phys., 11, 075003(2009).

[33] D. Stucki, C. Barreiro, S. Fasel, J. Gautier, O. Gay, N. Gisin, R. Thew, Y. Thoma, P. Trinkler, F. Vannel, H. Zbinden. Opt. Express, 17, 13326(2009).

[34] G. L. Roberts, M. Lucamarini, J. F. Dynes, S. J. Savory, Z. Yuan, A. J. Shields. Laser Photon. Rev., 11, 1700067(2017).

[35] A. V. Gleim, V. I. Egorov, Y. V. Nazarov, S. V. Smirnov, V. V. Chistyakov, O. I. Bannik, A. A. Anisimov, S. M. Kynev, A. E. Ivanova, R. J. Collins, S. A. Kozlov, G. S. Buller. Opt. Express, 24, 2619(2016).

[36] B. Korzh, N. Walenta, R. Houlmann, H. Zbinden. Opt. Express, 21, 19579(2013).

[37] Z. Yin, Z. Han, W. Chen, F. Xu, Q. Wu, G. Guo. Chin. Phys. Lett., 25, 3547(2008).

CLP Journals

[1] Xuyang Wang, Yanxiang Jia, Xubo Guo, Jianqiang Liu, Shaofeng Wang, Wenyuan Liu, Fangyuan Sun, Jun Zou, Yongmin Li, "Silicon photonics integrated dynamic polarization controller," Chin.Opt.Lett. 20, 041301 (2022)

Cited By

[1] Qian-Ru Zhao, Xu-Yang Wang, Yan-Xiang Jia, Yun-Jie Zhang, Zhen-Guo Lu, Yi Qian, Jun Zou, Yong-Min Li.

[1] Qianru Zhao, Xuyang Wang, Yanxiang Jia, Yunjie Zhang, Zhenguo Lu, Yi Qian, Jun Zou, Yongmin Li.