통신 대역에서 단일 Er^3+ 이온의 스핀-광자 얽힘

양자 리피터를 이용한 장거리 양자 통신은 안전한 통신, 분산 양자 컴퓨팅 및 양자 향상 센싱과 측정을 위한 필수 기술입니다. 양자 리피터의 구성 요소로서, 스핀-광자 얽힘은 원자 및 고체 상태 큐비트 모두에서 입증되었습니다. 그러나 기존에 입증된 긴 스핀 코히어런스를 가진 큐비트는 장거리 통신에 필요한 저손실 통신 대역으로 직접 광자를 방출하지 않습니다. 여기서 우리는 실리콘 나노포토닉 회로에 통합된 고체 상태 결정에서 단일 Er^3+ 이온을 사용하여 스핀-광자 얽힘을 입증합니다. 통신 대역으로의 직접 방출은 15.6 km의 광섬유에서 1.48 Hz의 얽힘 비율을 가능하게 하며, 충실도는 73(3)%입니다. 이는 확장 가능한 나노포토닉 장치 및 여러 스펙트럼 다중화된 Er^3+ 이온에 기반한 대규모 양자 네트워크의 문을 엽니다.