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.