論文の概要: Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one
hole of a photonic crystal cavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.11503v3
- Date: Mon, 1 Feb 2021 07:44:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-20 00:17:18.723579
- Title: Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one
hole of a photonic crystal cavity
- Title（参考訳）: フォトニック結晶キャビティの1つのホール内に配置した人工原子に基づくハイブリッド量子フォトニクス
- Authors: Konstantin G. Fehler, Lukas Antoniuk, Niklas Lettner, Anna P. Ovvyan,
Richard Waltrich, Nico Gruhler, Valery A. Davydov, Viatcheslav N. Agafonov,
Wolfram H. P. Pernice, Alexander Kubanek
- Abstract要約: 一次元で自由なSi$_3$N$_4$ベースのフォトニック結晶キャビティ内にSiV$-$含ナノダイアモンドを含むハイブリッド量子フォトニクスを示す。
結果として生じる光子フラックスは、自由空間に比べて14倍以上増加する。
結果は、ナノダイアモンドのSiV$-$-中心を持つハイブリッド量子フォトニクスに基づいて量子ネットワークノードを実現するための重要なステップである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 47.187609203210705
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spin-based quantum photonics promise to realize distributed quantum computing
and quantum networks. The performance depends on efficient entanglement
distribution, where the efficiency can be boosted by means of cavity quantum
electrodynamics. The central challenge is the development of compact devices
with large spin-photon coupling rates and high operation bandwidth. Photonic
crystal cavities comprise strong field confinement but put high demands on
accurate positioning of an atomic system in the mode field maximum. Color
center in diamond, and in particular the negatively-charged Silicon-Vacancy
center, emerged as a promising atom-like systems. Large spectral stability and
access to long-lived, nuclear spin memories enabled elementary demonstrations
of quantum network nodes including memory-enhanced quantum communication. In a
hybrid approach, we deterministically place SiV$^-$-containing nanodiamonds
inside one hole of a one-dimensional, free-standing, Si$_3$N$_4$-based photonic
crystal cavity and coherently couple individual optical transitions to the
cavity mode. We optimize the light-matter coupling by utilizing two-mode
composition, waveguiding, Purcell-enhancement and cavity resonance tuning. The
resulting photon flux is increased by more than a factor of 14 as compared to
free-space. The corresponding lifetime shortening to below 460 ps puts the
potential operation bandwidth beyond GHz rates. Our results mark an important
step to realize quantum network nodes based on hybrid quantum photonics with
SiV$^-$- center in nanodiamonds.
- Abstract（参考訳）: スピンベースの量子フォトニクスは、分散量子コンピューティングと量子ネットワークを実現することを約束する。
性能は効率のよい絡み合い分布に依存し、空洞量子電磁力学によって効率を高めることができる。
中心的な課題は、大きなスピン光子結合率と高い動作帯域を持つコンパクトデバイスの開発である。
フォトニック結晶キャビティは強い磁場閉じ込めを構成するが、モード場最大値における原子系の正確な位置決めに高い要求を課す。
ダイヤモンドのカラーセンター、特に負電荷のシリコン空白中心は有望な原子系として現れた。
大きなスペクトル安定性と長期の核スピンメモリへのアクセスにより、メモリ強化量子通信を含む量子ネットワークノードの初等的な実証が可能となった。
ハイブリッドアプローチでは,SiV$^-$-含有ナノダイアモンドを1次元,非定常,Si$_3$N$_4系フォトニック結晶キャビティの1ホール内に配置し,それぞれの光遷移をキャビティモードに整合的に結合する。
我々は2モード合成、導波路、パーセルエンハンスメント、共振器共振チューニングを利用して光物質結合を最適化する。
結果として生じる光子フラックスは、自由空間に比べて14倍以上増加する。
寿命を460ps以下に短縮することで、潜在的な動作帯域幅はghz以上になる。
本研究は,SiV^-$-中心をナノダイヤモンドとするハイブリッド量子フォトニクスに基づく量子ネットワークノードの実現に向けた重要なステップを示す。
関連論文リスト
- Cavity-Quantum Electrodynamics with Moiré Flatband Photonic Crystals [35.119260614523256]
量子ドットは、42 psから1692 psまでの40の因子で調整できるが、これは強いパーセルの増強とパーセルの阻害効果に起因する。
我々の発見は、量子インターネットアプリケーションのための量子光源、量子光スイッチ、量子ノードのムーアのフラットバンド化への道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-25T18:52:11Z) - Coherent Coupling of a Diamond Tin-Vacancy Center to a Tunable Open Microcavity [0.0]
本研究では, 単一Tin-Vacancy中心をベースとした量子フォトニックインタフェースを, 調整可能なオープンマイクロキャビティに結合したマイクロメートルのダイヤモンド膜に提案する。
我々は、パーセル還元励起状態寿命当たりの低入射光子数に対して50パーセントの伝送ディップを観察する一方、エミッタは高い光子数で飽和しているため、ディップは消滅する。
この研究は、先進的な量子光学の実験と、固体量子ビットを用いた量子ネットワークへの実証実証のための多用途でチューニング可能なプラットフォームを確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-14T19:00:02Z) - All-Optical Spin Initialization via a Cavity Broadened Optical
Transition in On-Chip Hybrid Quantum Photonics [33.607979748917465]
ハイブリッド量子フォトニクスシステムは古典的フォトニクスを量子世界と結び付け、効率的な光マター量子インタフェースを提供することを約束する。
我々は、窒化ケイ素フォトニック結晶キャビティに結合したナノダイヤモンドにおいて、負電荷のシリコン空孔中心の電子スピンの全光学的読み出しを示す。
この結果は, 量子ネットワーク, 量子通信, 分散量子計算を応用した, 窒化ケイ素フォトニクスとシリコン空孔中心の電子スピンに基づくハイブリッドスピン光子界面の実現に向けた重要な一歩となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-29T18:03:11Z) - High-rate sub-GHz linewidth bichromatic entanglement source for quantum
networking [59.191830955730346]
本研究では,ダイヤモンド中の4波長混合に基づく熱的ルビジウム蒸気中の絡み合い源について検討した。
我々は、以前報告された原子源よりも桁違いに高い107, /s$以上の繊維内絡み合ったペア生成率を達成することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-11T21:19:30Z) - 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) - Optical transparency induced by a largely Purcell-enhanced quantum dot
in a polarization-degenerate cavity [0.0]
光活性スピン系は、高い協調性を持つフォトニックキャビティと結合し、強い光-物質相互作用を発生させることができる。
InAs/GaAs量子ドットの最大8ドルを製造したブルゼー空洞に結合させることを実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-26T18:33:35Z) - Topologically Protecting Squeezed Light on a Photonic Chip [58.71663911863411]
集積フォトニクスは、導波路内部に厳密に光を閉じ込めることで非線形性を高めるエレガントな方法を提供する。
シリカチップに励起光を発生させることができる自発4波混合のトポロジカルに保護された非線形過程を実験的に実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-14T13:39:46Z) - Multidimensional cluster states using a single spin-photon interface
coupled strongly to an intrinsic nuclear register [48.7576911714538]
フォトニッククラスター状態は、測定ベースの量子コンピューティングと損失耐性量子通信のための強力なリソースである。
核レジスタに強く結合した1つの効率的なスピン光子インタフェースを用いた多次元格子クラスター状態の生成を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-26T14:41:01Z) - Efficient Generation of Subnatural-Linewidth Biphotons by Controlled
Quantum Interference [0.9877468274612591]
狭い帯域幅と長い時間長の双光子は、長距離量子通信において重要な役割を果たす。
2成分双光子波動関数を演算することにより、サブMHz状態におけるサブ自然な線幅を持つ双光子を実演する。
我々の研究は、LDQCとLOQCのための量子リピータと大規模クラスタ状態を実現するための潜在的な応用を持っている。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-09T02:39:50Z) - 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。