論文の概要: Individually Addressable and Spectrally Programmable Artificial Atoms in
Silicon Photonics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.02342v2
- Date: Sun, 29 Jan 2023 23:51:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-26 20:42:32.736209
- Title: Individually Addressable and Spectrally Programmable Artificial Atoms in
Silicon Photonics
- Title（参考訳）: シリコンフォトニクスにおける個別アドレス可能およびスペクトルプログラマブル人工原子
- Authors: Mihika Prabhu, Carlos Errando-Herranz, Lorenzo De Santis, Ian
Christen, Changchen Chen, Connor Gerlach, and Dirk R. Englund
- Abstract要約: 我々は、SOIフォトニック集積回路(PIC)プラットフォームにおいて、G中心人工原子の生成、個々のアドレッシング、スペクトルトリミングを実証する。
導波管に結合した単一光子放射は、標準偏差1.1nmの非常に狭い不均一分布で観測される。
さらに,300 pm (55 GHz)までのスペクトル遷移の光トリミングと,単一人工原子の局所的不活性化技術を導入する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Artificial atoms in solids have emerged as leading systems for quantum
information processing tasks such as quantum networking, sensing, and
computing. A central goal is to develop platforms for precise and scalable
control of individually addressable artificial atoms that feature efficient
optical interfaces. Color centers in silicon, such as the recently-isolated
carbon-related 'G-center', exhibit emission directly into the
telecommunications O-band and can leverage the maturity of silicon-on-insulator
(SOI) photonics. Here, we demonstrate the generation, individual addressing,
and spectral trimming of G-center artificial atoms in a SOI photonic integrated
circuit (PIC) platform. Focusing on the neutral charge state emission at
1278nm, we observe waveguide-coupled single photon emission with an
exceptionally narrow inhomogeneous distribution with standard deviation of
1.1nm, an excited state lifetime of 8.3$\pm$0.7ns, and no degradation after
months of operation. In addition, we introduce a technique for optical trimming
of spectral transitions up to 300 pm (55 GHz) and local deactivation of single
artificial atoms. This non-volatile "spectral programming" enables the
alignment of quantum emitters into 25 GHz telecommunication grid channels. Our
demonstration opens the path to quantum information processing based on
implantable artificial atoms in very large scale integrated (VLSI) photonics.
- Abstract（参考訳）: 固体中の人工原子は量子ネットワーク、センシング、計算などの量子情報処理タスクの先駆的なシステムとして登場した。
中心となる目標は、効率的な光学インターフェイスを備えた個別に対応可能な人工原子を正確にかつスケーラブルに制御するためのプラットフォームを開発することである。
最近分離された炭素関連「G中心」のようなシリコンの発色中心は、電気通信Oバンドに直接放出され、シリコンオン絶縁体(SOI)フォトニクスの成熟を利用することができる。
本稿では,soiフォトニック集積回路(pic)プラットフォームにおけるg中心人工原子の生成,個別アドレス,スペクトルトリミングについて述べる。
1278nmにおける中性電荷状態の放出に着目し、標準偏差1.1nm、励起状態寿命8.3$\pm$0.7ns、手術後の劣化なしの導波路結合単光子放射を観測した。
さらに,300 pm (55 GHz)までのスペクトル遷移の光トリミングと,単一人工原子の局所的不活性化技術を導入する。
この不揮発性"スペクトラルプログラミング"により、量子エミッタを25ghzの通信グリッドチャネルにアライメントすることができる。
我々の実証は、極大規模集積(VLSI)フォトニクスにおける埋め込み可能な人工原子に基づく量子情報処理への道を開く。
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