論文の概要: Quantum Interference of Identical Photons from Remote GaAs Quantum Dots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.03871v2
- Date: Tue, 14 Feb 2023 12:58:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-25 03:45:18.932826
- Title: Quantum Interference of Identical Photons from Remote GaAs Quantum Dots
- Title（参考訳）: リモートGaAs量子ドットからのIdentical Photonの量子干渉
- Authors: Liang Zhai, Giang N. Nguyen, Clemens Spinnler, Julian Ritzmann,
Matthias C.L\"obl, Andreas D. Wieck, Arne Ludwig, Alisa Javadi, and Richard
J. Warburton
- Abstract要約: 光量子技術は、量子通信、量子シミュレーション、および量子情報処理への有効な経路を提供する。
近年の進歩では、20個の単一光子と数百kmの量子鍵分布を用いたボソンサンプリングが実現されている。
アプリケーションにとって重要な障害は、独立量子ドットによって生成された単一の光子を干渉する際の量子コヒーレンスが悪いことである。
ここでは、完全に分離されたGaAs量子ドットの光子を用いて、近ユニティ可視性(93.0pm0.8$)%の2光子干渉を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.45507178426690204
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Photonic quantum technology provides a viable route to quantum communication,
quantum simulation, and quantum information processing. Recent progress has
seen the realisation of boson sampling using 20 single-photons and quantum key
distribution over hundreds of kilometres. Scaling the complexity requires
architectures containing multiple photon-sources, photon-counters, and a large
number of indistinguishable single photons. Semiconductor quantum dots are
bright and fast sources of coherent single-photons. For applications, a
significant roadblock is the poor quantum coherence upon interfering single
photons created by independent quantum dots. Here, we demonstrate two-photon
interference with near-unity visibility ($93.0\pm0.8$)\% using photons from two
completely separate GaAs quantum dots. The experiment retains all the emission
into the zero-phonon-line -- only the weak phonon-sideband is rejected -- and
temporal post-selection is not employed. Exploiting the quantum interference,
we demonstrate a photonic controlled-not circuit and an entanglement with
fidelity ($85.0\pm 1.0$)\% between photons of different origins. The two-photon
interference visibility is high enough that the entanglement fidelity is well
above the classical threshold. The high mutual-coherence of the photons stems
from high-quality materials, a diode-structure, and the relatively large
quantum dot size. Our results establish a platform, GaAs QDs, for creating
coherent single photons in a scalable way.
- Abstract（参考訳）: フォトニック量子技術は、量子通信、量子シミュレーション、量子情報処理に有効な経路を提供する。
近年、20個の単一光子と数百kmの量子鍵分布を用いたボソンサンプリングが実現されている。
複雑さのスケーリングには、複数の光子源、光子計数器、および多くの識別不可能な単一光子を含むアーキテクチャが必要である。
半導体量子ドットは、コヒーレント単光子の明るく高速な源である。
アプリケーションにとって重要な障害は、独立した量子ドットによって生成される単一光子を干渉する量子コヒーレンスが貧弱である。
ここでは、2つの完全に分離されたGaAs量子ドットの光子を用いて、近ユニティ可視性(93.0\pm0.8$);%の2光子干渉を示す。
実験では、ゼロフォノンラインへの放出は、弱いフォノンサイドバンドのみが拒否され、一時的なポストセレクションは採用されない。
量子干渉を利用して、フォトニック制御しない回路と、異なる起源の光子間の忠実性(85.0\pm 1.0$)\%)の絡み合いを示す。
2光子干渉視認性は、エンタングルメント忠実度が古典的な閾値を大きく上回るほど高い。
光子の高い相互コヒーレンスは、高品質な材料、ダイオード構造、および比較的大きな量子ドットサイズに由来する。
本研究は,一貫した単一光子をスケーラブルに生成するプラットフォームであるGaAs QDsを構築した。
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