A Rack-Integrated and Modular GaAs Quantum Dot Source of Highly Entangled Photon Pairs

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Beitragende

  • Yared G. Zena - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Moritz Langer - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Ahmad Rahimi - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Sai Abhishikth Dhurjati - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Pavel Ruchka - , Universität Stuttgart (Autor:in)
  • Sara Jakovljevic - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Universität Stuttgart (Autor:in)
  • Mandira Pal - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Frank H.P. Fitzek - , Deutsche Telekom Professur für Kommunikationsnetze (Autor:in)
  • Harald Giessen - , Universität Stuttgart (Autor:in)
  • Juergen Czarske - , Professur für Mess- und Sensorsystemtechnik (Autor:in)
  • Riccardo Bassoli - , Juniorprofessur für Quanten-Kommunikationssysteme, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Caspar Hopfmann - , Deutsche Telekom Professur für Kommunikationsnetze (Autor:in)

Abstract

Entangled photon pair sources are a key enabling technology for quantum communication and networking, yet their deployment beyond laboratory environments is hindered by system-level complexity, limited operational stability, and insufficient industry compatibility. Here, we demonstrate a rack-based, mobile quantum light source architecture based on a semiconductor quantum dot emitter that directly addresses these challenges through modular system integration and automated quantum state verification. The source generates polarization-entangled photon pairs with an entanglement negativity (Formula presented.) of up to (Formula presented.), confirming near-maximal entanglement quality. In continuous, hands-off operation over a 6 h time window, the system achieves an average combined exciton and biexciton single-photon count rate of (Formula presented.) kHz and a maximum rate of (Formula presented.) kHz, while maintaining a (Formula presented.) of more than 95%. These results are enabled by the integration of optical excitation, collection, cryogenic operation, and control electronics within a standardized rack footprint, together with automated monitoring. By demonstrating simultaneously high entanglement quality, sustained brightness over a 6 h period, and inherent architectural robustness in an industry-aligned system, this work advances semiconductor quantum dot devices toward deployable entangled photon sources for applied quantum photonics.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummere70510
FachzeitschriftAdvanced Quantum Technologies
Jahrgang9
Ausgabenummer10
PublikationsstatusVeröffentlicht - Okt. 2026
Peer-Review-StatusJa

Schlagworte

ASJC Scopus Sachgebiete

Schlagwörter

  • entanglement, quantum engineering, quantum light source, quantum networks, system development