論文の概要: Cavity electro-optics in thin-film lithium niobate for efficient
microwave-to-optical transduction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.00939v2
- Date: Tue, 12 May 2020 00:39:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-21 13:03:20.122578
- Title: Cavity electro-optics in thin-film lithium niobate for efficient
microwave-to-optical transduction
- Title（参考訳）: マイクロ波-光伝送用薄膜ニオブ酸リチウムのキャビティ電気光学
- Authors: Jeffrey Holzgrafe, Neil Sinclair, Di Zhu, Amirhassan Shams-Ansari,
Marco Colangelo, Yaowen Hu, Mian Zhang, Karl K. Berggren, Marko Lon\v{c}ar
- Abstract要約: 我々は、低光損失と強いEOカップリングを利用して、ニオブ酸リチウム薄膜中のEOトランスデューサを作製する。
送電効率は最大2.7times10-5$、ポンプパワー正規化効率は1.9times10-6/mathrmmu W$である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9485862597874625
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Linking superconducting quantum devices to optical fibers via
microwave-optical quantum transducers may enable large scale quantum networks.
For this application, transducers based on the Pockels electro-optic (EO)
effect are promising for their direct conversion mechanism, high bandwidth, and
potential for low-noise operation. However, previously demonstrated EO
transducers require large optical pump power to overcome weak EO coupling and
reach high efficiency. Here, we create an EO transducer in thin-film lithium
niobate, leveraging the low optical loss and strong EO coupling in this
platform. We demonstrate a transduction efficiency of up to $2.7\times10^{-5}$,
and a pump-power normalized efficiency of $1.9\times10^{-6}/\mathrm{\mu W}$.
The transduction efficiency can be improved by further reducing the microwave
resonator's piezoelectric coupling to acoustic modes, increasing the optical
resonator quality factor to previously demonstrated levels, and changing the
electrode geometry for enhanced EO coupling. We expect that with further
development, EO transducers in thin-film lithium niobate can achieve near-unity
efficiency with low optical pump power.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子デバイスとマイクロ波光量子トランスデューサによる光ファイバの結合は、大規模量子ネットワークを可能にする可能性がある。
本研究では,pockels electro-optic (eo) 効果に基づくトランスデューサの直接変換機構,高帯域幅,低ノイズ化の可能性について検討する。
しかし、以前に実証されたEOトランスデューサは、弱いEO結合を克服し、高い効率を達成するために大きな光ポンプ電力を必要とする。
そこで我々は、このプラットフォームにおける低光損失と強いEOカップリングを利用して、ニオブ酸リチウム薄膜のEOトランスデューサを作成する。
トランスダクション効率は最大2.7\times10^{-5}$、ポンプパワー正規化効率は1.9\times10^{-6}/\mathrm{\mu w}$である。
マイクロ波共振器の圧電結合を音響モードにさらに低減し、光共振器品質係数を従来より高め、EO結合性を高めるための電極形状を変更することにより、トランスダクション効率を向上させることができる。
我々は, ニオブ酸リチウム薄膜のEOトランスデューサのさらなる開発により, 光ポンプの低出力化が期待できる。
関連論文リスト
- Scalable microwave-to-optical transducers at single photon level with spins [4.142140287566351]
単一光子のマイクロ波から光への変換は、将来の超伝導量子デバイス間の相互接続において重要な役割を果たす。
我々はレアアースイオン(REI)ドープ結晶を用いたオンチップマイクロ波-光変換器を実装した。
我々は、原子遷移の絶対周波数によって実現された2つの同時に動作するトランスデューサに由来する光子の干渉を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-11T21:43:02Z) - All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [69.65384453064829]
単光子強度ビームを用いた全光変調の実証を行った。
本稿では,テラヘルツ高速光スイッチングの可能性を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-18T20:14:15Z) - Design of an ultra-low mode volume piezo-optomechanical quantum
transducer [0.41104099603771493]
マイクロ波から光領域へのコヒーレントな量子状態の変換は、量子ネットワークと分散量子コンピューティングにおいて重要な役割を果たす。
シリコンプラットフォーム上に形成したハイブリットニオブ酸リチウムを用いた圧電オプトメカニカルデバイスの設計について述べる。
このトランスデューサは,超伝導トランスモン量子ビットに共振結合してパルスモードで10kHz繰り返し動作した場合に,0.5付加雑音量子数で最大35%の固有変換効率を実現することができると推定した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-07T05:56:16Z) - An integrated microwave-to-optics interface for scalable quantum
computing [47.187609203210705]
シリコンフォトニックキャビティに結合した超伝導共振器を用いた集積トランスデューサの新しい設計法を提案する。
上記の条件をすべて同時に実現するためのユニークな性能とポテンシャルを実験的に実証する。
デバイスは50オーム伝送ラインに直接接続し、単一のチップ上で多数のトランスデューサに容易にスケールできる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-27T18:05:01Z) - Electro-optic transduction in silicon via GHz-frequency nanomechanics [7.513920571044517]
我々は3.3MHz帯で1.8×10-7$のマイクロ波光子変換効率を示す。
以上の結果から,結晶シリコンを用いた集積デバイスによる量子トランスダクションに向けたステップストーンが得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-24T19:06:57Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z) - High-efficiency microwave-optical quantum transduction based on a cavity
electro-optic superconducting system with long coherence time [52.77024349608834]
マイクロ波と光子の間の周波数変換は、超伝導量子プロセッサ間のリンクを作るための鍵となる技術である。
本稿では, 長コヒーレンス時間超伝導電波周波数(SRF)キャビティに基づくマイクロ波光プラットフォームを提案する。
2つのリモート量子システム間の密接な絡み合い発生の忠実さは、低マイクロ波損失により向上することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-30T17:57:37Z) - Low-loss high-impedance circuit for quantum transduction between optical
and microwave photons [0.0]
マイクロ波と光子間の量子トランスデューサは超伝導量子ビットに基づく長距離量子ネットワークにおいて不可欠である。
光学活性自己集合量子ドット分子 (QDM) は量子トランスデューサの実装のための魅力的なプラットフォームである。
マイクロ波損失の少ないQD高インピーダンス共振器の設計と100MHzの単一マイクロ波光子結合強度を期待する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-09T18:31:13Z) - Coherent and Purcell-enhanced emission from erbium dopants in a
cryogenic high-Q resonator [68.8204255655161]
19マイクロメートルの薄いエルビウムドープ結晶を、900万倍の低温ファブリペロ共振器に統合する。
我々のシステムは、長距離量子ネットワークのための一貫性と効率のよいノードを可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-25T07:53:16Z) - Tunable quantum photonics platform based on fiber-cavity enhanced single
photon emission from two-dimensional hBN [52.915502553459724]
本研究では, 化学気相蒸着により成長する多層hBNの欠陥中心と繊維系ファブリペロキャビティからなるハイブリッドシステムを提案する。
キャビティファンネリングにより, 最大50倍, 等強度のライン幅狭帯域化を実現した。
我々の研究は、実用的な量子技術において、繊維ベースのキャビティと結合した2次元材料を配置する上で重要なマイルストーンとなる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-23T14:20:46Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。