論文の概要: Topologically protected valley-dependent quantum photonic circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.06686v1
- Date: Thu, 11 Mar 2021 14:18:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-08 11:14:53.299472
- Title: Topologically protected valley-dependent quantum photonic circuits
- Title（参考訳）: 位相的に保護されたバレー依存量子フォトニック回路
- Authors: Yang Chen, Xin-Tao He, Yu-Jie Cheng, Hao-Yang Qiu, Lan-Tian Feng, Ming
Zhang, Dao-Xin Dai, Guang-Can Guo, Jian-Wen Dong, and Xi-Feng Ren
- Abstract要約: ナノフォトニック・トポロジカル・ハーポオン型ビームスプリッター(HSBS)を120ドル(約1万2000円)の曲げ界面で設計・製造する。
2光子量子干渉、すなわち0.956 pm 0.006$の高可視性を持つHongOu-Mandel(HOM)干渉は、我々の50/50 HSBSで実現される。
バレー依存型フォトニックトポロジカル絶縁体を用いたより複雑な量子回路を実現することが可能であり、オンチップ量子情報処理の新しい方法を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.347377904718784
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Topological photonics has been introduced as a powerful platform for
integrated optics, since it can deal with robust light transport, and be
further extended to the quantum world. Strikingly, valley-contrasting physics
in topological photonic structures contributes to valley-related edge states,
their unidirectional coupling, and even valley-dependent wave-division in
topological junctions. Here, we design and fabricate nanophotonic topological
harpoon-shaped beam splitters (HSBSs) based on $120$-deg-bending interfaces and
demonstrate the first on-chip valley-dependent quantum information process.
Two-photon quantum interference, namely, HongOu-Mandel (HOM) interference with
a high visibility of $0.956 \pm 0.006$, is realized with our 50/50 HSBS, which
is constructed by two topologically distinct domain walls. Cascading this kind
of HSBS together, we also demonstrate a simple quantum photonic circuit and
generation of a path-entangled state. Our work shows that the photonic valley
state can be used in quantum information processing, and it is possible to
realize more complex quantum circuits with valley-dependent photonic
topological insulators, which provides a novel method for on-chip quantum
information processing.
- Abstract（参考訳）: トポロジカルフォトニクスは、堅牢な光輸送に対処し、量子世界へさらに拡張できるため、統合光学のための強力なプラットフォームとして導入された。
厳密には、トポロジカルフォトニック構造におけるバレーコントラスト物理は、バレー関連エッジ状態、その一方向結合、さらにはトポロジカル接合におけるバレー依存波動分割に寄与する。
本稿では,120ドル(約1万2000円)の曲げインターフェースをベースとして,ナノフォトニック・トポロジカル・ハーポオン型ビームスプリッタ(HSBS)を設計・作製し,最初のオンチップバレー依存量子情報プロセスを示す。
2光子量子干渉、すなわち0.956 \pm 0.006$の高可視性を持つHongOu-Mandel(HOM)干渉は、位相的に異なる2つのドメイン壁によって構築された50/50 HSBSで実現される。
この種のHSBSをカスケードし、簡単な量子フォトニック回路と経路交絡状態の生成を実証する。
我々の研究は、フォトニックバレー状態が量子情報処理に利用でき、バレー依存型フォトニックトポロジカル絶縁体を用いたより複雑な量子回路を実現することが可能であり、オンチップ量子情報処理の新しい方法を提供する。
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