論文の概要: Reconfigurable quantum photonics with on-chip detectors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.06429v1
• Date: Mon, 13 Jul 2020 15:11:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-10 04:27:19.778022
• Title: Reconfigurable quantum photonics with on-chip detectors
• Title（参考訳）: オンチップ検出器を用いた再構成可能な量子フォトニクス
• Authors: Samuel Gyger, Julien Zichi, Lucas Schweickert, Ali W. Elshaari, Stephan Steinhauer, Saimon F. Covre da Silva, Armando Rastelli, Val Zwiller, Klaus D. J\"ons, and Carlos Errando-Herranz
• Abstract要約: 同じチップ上に超伝導単光子検出器を接続した集積フォトニック回路の低消費電力マイクロエレクトロメカニカル再構成を示す。 我々のプラットフォームは、量子状態の準備と量子論理に欠かせない、熱負荷のない再構成可能な線形光学と適応制御を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Integrated quantum photonics offers a promising path to scale up quantum optics experiments by miniaturizing and stabilizing complex laboratory setups. Central elements of quantum integrated photonics are quantum emitters, memories, detectors, and reconfigurable photonic circuits. In particular, integrated detectors not only offer optical readout but, when interfaced with reconfigurable circuits, allow feedback and adaptive control, crucial for deterministic quantum teleportation, training of neural networks, and stabilization of complex circuits. However, the heat generated by thermally reconfigurable photonics is incompatible with heat-sensitive superconducting single-photon detectors, and thus their on-chip co-integration remains elusive. Here we show low-power microelectromechanical reconfiguration of integrated photonic circuits interfaced with superconducting single-photon detectors on the same chip. We demonstrate three key functionalities for photonic quantum technologies: 28 dB high-extinction routing of classical and quantum light, 90 dB high-dynamic range single-photon detection, and stabilization of optical excitation over 12 dB power variation. Our platform enables heat-load free reconfigurable linear optics and adaptive control, critical for quantum state preparation and quantum logic in large-scale quantum photonics applications.
• Abstract（参考訳）: 集積量子フォトニクスは、複雑な実験装置の小型化と安定化によって量子光学実験をスケールアップする有望な経路を提供する。 量子集積フォトニクスの中心要素は、量子エミッタ、メモリ、検出器、再構成可能なフォトニック回路である。 特に、集積検出器は光学的読み出しを提供するだけでなく、再構成可能な回路でインターフェースされた場合、フィードバックと適応制御が可能であり、決定論的量子テレポーテーション、ニューラルネットワークのトレーニング、複雑な回路の安定化に不可欠である。 しかし、熱的に再構成可能なフォトニクスによって生じる熱は、熱に敏感な超伝導単光子検出器と相容れないため、オンチップの共積分は未解決のままである。 ここでは、同じチップ上に超伝導単光子検出器を接続した集積フォトニック回路の低消費電力マイクロエレクトロメカニカル再構成を示す。 古典的および量子的光の28dB高出力ルーティング、90dB高ダイナミックレンジ単光子検出、12dBの電力変動による光励起の安定化の3つの重要な機能を示す。 本プラットフォームは、大規模量子フォトニクスにおける量子状態形成と量子論理に不可欠な、熱負荷フリーな再構成可能な線形光学と適応制御を可能にする。

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