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高维光子态 (qudits) 对于提高量子通信的信息容量、噪声鲁棒性和数据速率至关重要。时间箱纠缠量子位元是通过光纤网络实现高维量子通信的有希望的候选者，其处理速率接近传统电信的速率。然而，它们的使用受到相位不稳定性、时间不准确性以及时间箱处理所需的干涉方案的低可扩展性的阻碍。同样，增加每个光子状态的时间箱数量通常需要降低系统的重复率，进而影响有效量子位元速率。在这里，我们展示了一个光纤尾纤集成光子平台，该平台能够通过片上干涉系统在电信 C 波段生成和处理皮秒间隔的时间箱纠缠量子位元。我们通过实验演示了具有时间纠缠量子的 Bennett-Brassard-Mermin 1992 量子密钥分发协议，并通过展示维度缩放而不牺牲重复率，将其扩展到 60 公里长的光纤链路。我们的方法能够以标准电信通信的典型处理速度（10 GHz 的 GHz 速度）操纵时间纠缠量子，并且每个单频信道具有高量子信息容量，这代表着朝着在标准多用户光纤网络中高效实现高数据速率量子通信迈出了重要一步。
利用 d 级时间箱纠缠光子实现量子密钥分发
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