論文の概要: Near-ideal spontaneous photon sources in silicon quantum photonics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.09579v1
• Date: Tue, 19 May 2020 16:46:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-19 08:03:47.316461
• Title: Near-ideal spontaneous photon sources in silicon quantum photonics
• Title（参考訳）: シリコン量子フォトニクスにおける近理想的自発光子源
• Authors: Stefano Paesani, Massimo Borghi, Stefano Signorini, Alexandre Ma\"inos, Lorenzo Pavesi, Anthony Laing
• Abstract要約: 集積フォトニクスは量子情報処理のための堅牢なプラットフォームである。 非常に区別がつかず純粋な単一の光子の源は、ほぼ決定的か高い効率で隠蔽されている。 ここでは、これらの要件を同時に満たすオンチップ光子源を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 55.41644538483948
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: While integrated photonics is a robust platform for quantum information processing, architectures for photonic quantum computing place stringent demands on high quality information carriers. Sources of single photons that are highly indistinguishable and pure, that are either near-deterministic or heralded with high efficiency, and that are suitable for mass-manufacture, have been elusive. Here, we demonstrate on-chip photon sources that simultaneously meet each of these requirements. Our photon sources are fabricated in silicon using mature processes, and exploit a novel dual-mode pump-delayed excitation scheme to engineer the emission of spectrally pure photon pairs through intermodal spontaneous four-wave mixing in low-loss spiralled multi-mode waveguides. We simultaneously measure a spectral purity of $0.9904 \pm 0.0006$, a mutual indistinguishably of $0.987 \pm 0.002$, and $>90\%$ intrinsic heralding efficiency. We measure on-chip quantum interference with a visibility of $0.96 \pm 0.02$ between heralded photons from different sources. These results represent a decisive step for scaling quantum information processing in integrated photonics.
• Abstract（参考訳）: 統合フォトニクスは量子情報処理のための強固なプラットフォームであるが、フォトニック量子コンピューティングのアーキテクチャは高品質な情報キャリアに厳しい要求を課している。 単一光子の源は、非常に識別不能で純粋なもので、ほぼ決定論的であるか、高い効率性を有しており、大量生産に適している。 本稿では,これら各要件を同時に満たすオンチップ光子源について述べる。 我々の光子源は、成熟したプロセスを用いてシリコンで製造され、低損失スパイラル多モード導波路における自発4波長混合によるスペクトル純光子対の放出を工学するために、2モードポンプ遅延励起方式を用いる。 同時に、スペクトル純度0.9904 \pm 0.0006$、相互に区別できない$0.987 \pm 0.002$、$>90\%$固有のヘラルド効率を同時に測定する。 我々は、異なるソースからのヘラルド光子間の視認率0.96 \pm 0.02$のオンチップ量子干渉を測定する。 これらの結果は、統合フォトニクスにおける量子情報処理をスケールするための決定的なステップである。

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