論文の概要: On-chip generation and dynamic piezo-optomechanical rotation of single
photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.10173v2
- Date: Tue, 16 Aug 2022 12:59:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-24 08:14:58.524831
- Title: On-chip generation and dynamic piezo-optomechanical rotation of single
photons
- Title（参考訳）: 単一光子のオンチップ生成と動的圧電オプトメカニカル回転
- Authors: Dominik D. B\"uhler, Matthias Wei{\ss}, Antonio Crespo-Poveda, Emeline
D. S. Nysten, Jonathan J. Finley, Kai M\"uller, Paulo V. Santos, Mauricio M.
de Lima Jr., Hubert J. Krenner
- Abstract要約: 集積量子ドット(QD)、マッハ・ツェンダー干渉計(MZI)、表面音響波(SAW)トランスデューサをモノリシック半導体プラットフォーム上で直接製造する。
我々は、QDによるオンチップ単光子生成とそのサブナノ秒ダイナミックオンチップ制御を実証する。
MZIでは、SAWは時間依存の光学位相を印加し、キュービット回転を出力重畳状態に変調する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Integrated photonic circuits are key components for photonic quantum
technologies and for the implementation of chip-based quantum devices. Future
applications demand flexible architectures to overcome common limitations of
many current devices, for instance the lack of tuneabilty or built-in quantum
light sources. Here, we report on a dynamically reconfigurable integrated
photonic circuit comprising integrated quantum dots (QDs), a Mach-Zehnder
interferometer (MZI) and surface acoustic wave (SAW) transducers directly
fabricated on a monolithic semiconductor platform. We demonstrate on-chip
single photon generation by the QD and its sub-nanosecond dynamic on-chip
control. Two independently applied SAWs piezo-optomechanically rotate the
single photon in the MZI or spectrally modulate the QD emission wavelength. In
the MZI, SAWs imprint a time-dependent optical phase and modulate the qubit
rotation to the output superposition state. This enables dynamic single photon
routing with frequencies exceeding one gigahertz. Finally, the combination of
the dynamic single photon control and spectral tuning of the QD realizes
wavelength multiplexing of the input photon state and demultiplexing it at the
output. Our approach is scalable to multi-component integrated quantum photonic
circuits and is compatible with hybrid photonic architectures and other key
components for instance photonic resonators or on-chip detectors.
- Abstract（参考訳）: 集積フォトニック回路は、フォトニック量子技術とチップベースの量子デバイスの実装のための重要なコンポーネントである。
将来のアプリケーションは、チュータビリティの欠如や量子光源の内蔵など、現在の多くのデバイスで共通の制限を克服するために柔軟なアーキテクチャを要求する。
本稿では、集積量子ドット(QD)、マッハ・ツェンダー干渉計(MZI)、表面音響波変換器(SAW)からなる動的再構成可能な集積フォトニック回路について報告する。
QDによるオンチップ単光子生成とそのサブナノ秒ダイナミックオンチップ制御を実証する。
2つの独立に応用されたSAWs圧電オプトメカニカルはMZIの単一光子を回転させるか、QD発光波長をスペクトル的に変調する。
MZIでは、SAWは時間依存光学位相を印加し、キュービット回転を出力重畳状態に変調する。
これにより、1ギガヘルツを超える周波数を持つ動的単一光子ルーティングが可能となる。
最後に、QDの動的単一光子制御とスペクトルチューニングの組み合わせにより、入力光子の状態の波長多重化を実現し、出力時に分解する。
本手法は,多成分集積量子フォトニック回路にスケーラブルで,ハイブリッドフォトニックアーキテクチャやフォトニック共振器やオンチップ検出器などのキーコンポーネントと互換性がある。
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