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Die Verteilung von Quantenverschränkung zwischen entfernten Parteien ist eine bedeutende, aber schwierige Aufgabe in der Quanteninformationswissenschaft, da sie zahlreiche Anwendungen ermöglichen kann, aber unter exponentiellem Zerfall im Quantenkanal leidet. Quantenrepeater sind einer der vielversprechendsten Ansätze zur Erreichung dieses Ziels. In einem Quantenrepeater-Protokoll ist es entscheidend, dass die Geschwindigkeit der Verschränkungserzeugung innerhalb jedes elementaren Links schneller ist als die Dekohärenzrate des Speichers, um die Skalierung des Quantenrepeaters durch die Verbindung benachbarter Repeater-Segmente zu ermöglichen. Diese strengen Anforderungen wurden bisher über eine Faser städtischen Maßstabs nicht umgesetzt. Als Schritt in Richtung dieses herausfordernden Ziels realisieren wir in dieser Arbeit experimentell die durch Multiplexing verstärkte Erzeugung heraldierter Atom-Photon-Quantum-Korrelationen über eine 12 km lange Faser. Wir regen die Speicherzustände in einem multiplexierten Quanten-Speicher nacheinander an, um 280 Paare von Atom-Photon-Quantum-Korrelationen mit einer Folge von photonischen Zeit-Bin-Pulsen zu erzeugen, die die lange Faser füllt. Nach erfolgreicher Detektion eines heraldierenden Signals kann der angeregte Speicherzustand identifiziert und auf Abruf in Idler-Photonen mit fester oder variablerspeicherzeit abgerufen werden. Mit der Multiplexing-Verstärkung kann die Heralding-Rate der Atom-Photon-Korrelation 1,95 kHz erreichen, und das Verhältnis zwischen der Erzeugungsrate von Quantenkorrelationen und der Dekohärenzrate kann auf 0,46 für eine Faserlänge von 12 km verbessert werden, was bisher, soweit wir wissen, das Beste für große Faserlängen (>10 km) ist. Diese Arbeit stellt daher einen wichtigen Schritt in Richtung der Realisierung eines großangelegten Quantenrepeater-Netzwerks dar.
Zhang et al. (Wed,) haben diese Frage untersucht.