論文の概要: Routing Single Photons from a Trapped Ion Using a Photonic Integrated
Circuit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.08048v2
- Date: Wed, 16 Mar 2022 07:57:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-22 01:12:57.688932
- Title: Routing Single Photons from a Trapped Ion Using a Photonic Integrated
Circuit
- Title（参考訳）: フォトニック集積回路を用いた捕捉イオンからの単一光子のルーティング
- Authors: Uday Saha, James D. Siverns, John Hannegan, Mihika Prabhu, Qudsia
Quraishi, Dirk Englund and Edo Waks
- Abstract要約: トラップされたイオンに基づく将来の量子ネットワークは、異なるノード間で光子をルーティングするスケーラブルな方法を必要とする。
トラップイオンからの単一光子のルーティングをフォトニック集積回路を用いて実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Trapped ions are promising candidates for nodes of a scalable quantum network
due to their long-lived qubit coherence times and high-fidelity single and
two-qubit gates. Future quantum networks based on trapped ions will require a
scalable way to route photons between different nodes. Photonic integrated
circuits from fabrication foundries provide a compact solution to this problem.
However, these circuits typically operate at telecommunication wavelengths
which are incompatible with the strong dipole emissions of trapped ions. In
this work, we demonstrate the routing of single photons from a trapped ion
using a photonic integrated circuit. We employ quantum frequency conversion to
match the emission of the ion to the operating wavelength of a
foundry-fabricated silicon nitride photonic integrated circuit, achieving a
total transmission of 31$\pm$0.9% through the device. Using programmable phase
shifters, we switch the single photons between the output channels of the
circuit and also demonstrate a 50/50 beam splitting condition. These results
constitute an important step towards programmable routing and entanglement
distribution in large-scale quantum networks and distributed quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 閉じ込められたイオンは、長寿命の量子ビットコヒーレンス時間と高忠実度シングルおよび2量子ビットゲートのため、スケーラブルな量子ネットワークのノードの候補として有望である。
トラップされたイオンに基づく将来の量子ネットワークは、異なるノード間で光子をルーティングするスケーラブルな方法を必要とする。
製造設備からのフォトニック集積回路は、この問題に対するコンパクトな解決策を提供する。
しかし、これらの回路は通常、閉じ込められたイオンの強い双極子放出と相容れない通信波長で動作する。
本研究では,光子集積回路を用いて,トラップイオンからの単一光子のルーティングを実証する。
製造した窒化ケイ素フォトニック集積回路の動作波長にイオンの放出を合わせるために量子周波数変換を行い、デバイスを介して合計で31$\pm$0.9%の伝送を実現する。
プログラム可能な位相シフト器を用いて、回路の出力チャネル間で単一光子をスイッチし、50/50ビーム分割条件を示す。
これらの結果は、大規模量子ネットワークと分散量子コンピュータにおけるプログラム可能なルーティングと絡み合い分布への重要なステップである。
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