論文の概要: Fabrication of low-loss quasi-single-mode PPLN waveguide and its
application to a modularized broadband high-level squeezer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.01457v1
- Date: Wed, 5 Jan 2022 05:13:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-02 05:50:13.524049
- Title: Fabrication of low-loss quasi-single-mode PPLN waveguide and its
application to a modularized broadband high-level squeezer
- Title（参考訳）: 低損失準シングルモードppln導波路の作製とモジュール型広帯域ハイレベルスクイーサーへの応用
- Authors: Takahiro Kashiwazaki (1), Taichi Yamashima (2), Naoto Takanashi (2),
Asuka Inoue (1), Takeshi Umeki (1), and Akira Furusawa (2 and 3) ((1) NTT
Device Technology Labs, (2) The University of Tokyo, (3) RIKEN Center for
Quantum Computing)
- Abstract要約: 高速な大規模フォールトトレラント量子コンピューティングには、連続波(CW)ブロードバンド高レベル光二次スリッシャが不可欠である。
導波路長45mmの光伝搬損失を有するLiNbO3導波路の低損失準モードを周期的に作製した。
LiTaO3基板上に直接結合したコアのおかげで、数百ミリワットの励起条件下であっても、導波路はポンプ誘起光損失を示さない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A continuous-wave (CW) broadband high-level optical quadrature squeezer is
essential for high-speed large-scale fault-tolerant quantum computing on a
time-domain-multiplexed continuous-variable optical cluster state. CW
THz-bandwidth squeezed light can be obtained with a waveguide optical
parametric amplifier (OPA); however, the squeezing level have been insufficient
for applications of fault-tolerant quantum computation because of degradation
of the squeezing level due to their optical losses caused by the structural
perturbation and pump-induced phenomena. Here, by using mechanical polishing
processes, we fabricated a low-loss quasi-single-mode periodically-poled LiNbO3
(PPLN) waveguide, which shows 7% optical propagation loss with a waveguide
length of 45 mm. Using the waveguide, we assembled a low-loss fiber-pigtailed
OPA module with a total insertion loss of 21%. Thanks to its directly bonded
core on a LiTaO3 substrate, the waveguide does not show pump-induced optical
loss even under a condition of hundreds of milliwatts pumping. Furthermore, the
quasi-single-mode structure prohibits excitation of higher-order spatial modes,
and enables us to obtain larger squeezing level. Even with including optical
coupling loss of the modularization, we observe 6.3-dB squeezed light from the
DC component up to a 6.0-THz sideband in a fully fiber-closed optical system.
By excluding the losses due to imperfections of the modularization and
detection, the squeezing level at the output of the PPLN waveguide is estimated
to be over 10 dB. Our waveguide squeezer is a promising quantum light source
for high-speed large-scale fault-tolerant quantum computing.
- Abstract（参考訳）: 時間領域多重連続可変光クラスター状態上での大規模フォールトトレラント量子コンピューティングには、連続波(CW)ブロードバンド高レベル光二次スリッシャが不可欠である。
cwthzバンド幅絞り光は導波路光パラメトリック増幅器(opa)で得ることができるが、構造摂動とポンプ誘起現象による光学的損失によりスクイーズレベルが低下するため、耐故障量子計算の応用ではスクイーズレベルが不十分である。
そこで, 機械研磨法を用いて, 低損失準シングルモード周期補間linbo3 (ppln) 導波路を作製し, 導波路長45mmの光伝搬損失の7%を示した。
この導波路を用いて, 全挿入損失が21%の低損失光ファイバ型opaモジュールを組み立てた。
litao3基板上に直接結合したコアのおかげで、数百ミリワットのポンプの状態でも、導波路はポンプによる光損失を示さない。
さらに、準シングルモード構造は、高次空間モードの励起を禁止し、より広いスクイーズレベルを得ることができる。
モジュライゼーションの光学結合損失を含む場合においても、フルファイバクロージング光学系において、直流成分から6.0-THzのサイドバンドまで6.3-dBの励起光を観察する。
モジュール化・検出の不完全性による損失を除外することにより、ppln導波路の出力におけるスクイーズレベルを10db以上と推定する。
我々の導波路圧縮器は高速大規模耐故障量子コンピューティングのための有望な量子光源である。
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