論文の概要: An integrated photonic engine for programmable atomic control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.06732v2
- Date: Wed, 23 Oct 2024 22:00:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-25 12:48:50.430304
- Title: An integrated photonic engine for programmable atomic control
- Title（参考訳）: プログラム可能な原子制御のための統合フォトニックエンジン
- Authors: Ian Christen, Madison Sutula, Thomas Propson, Hamed Sattari, Gregory Choong, Christopher Panuski, Alexander Melville, Justin Mallek, Scott Hamilton, P. Benjamin Dixon, Adrian J. Menssen, Danielle Braje, Amir H. Ghadimi, Dirk Englund,
- Abstract要約: 光部品の小型化は、古典光学と量子光学のスケールと性能をバルクデバイスの限界を超えて押し上げた。
統合可視光変調器を用いたマルチチャネル量子制御のためのスケーラブルで再構成可能なフォトニックアーキテクチャを提案し,実装する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.81784450632149
- License:
- Abstract: Solutions for scalable, high-performance optical control are important for the development of scaled atom-based quantum technologies. Modulation of many individual optical beams is central to the application of arbitrary gate and control sequences on arrays of atoms or atom-like systems. At telecom wavelengths, miniaturization of optical components via photonic integration has pushed the scale and performance of classical and quantum optics far beyond the limitations of bulk devices. However, these material platforms for high-speed telecom integrated photonics are not transparent at the short wavelengths required by leading atomic systems. Here, we propose and implement a scalable and reconfigurable photonic architecture for multi-channel quantum control using integrated, visible-light modulators based on thin-film lithium niobate. Our approach combines techniques in free-space optics, holography, and control theory together with a sixteen-channel integrated photonic device to stabilize temporal and cross-channel power deviations and enable precise and uniform control. Applying this device to a homogeneous constellation of silicon-vacancy artificial atoms in diamond, we present techniques to spatially and spectrally address a dynamically-selectable set of these stochastically-positioned point emitters. We anticipate that this scalable and reconfigurable optical architecture will lead to systems that could enable parallel individual programmability of large many-body atomic systems, which is a critical step towards universal quantum computation on such hardware.
- Abstract（参考訳）: スケーラブルで高性能な光制御のためのソリューションは、スケールされた原子ベースの量子技術を開発する上で重要である。
多くの個々の光ビームの変調は、任意のゲートと制御配列の原子配列や原子様系への応用の中心である。
テレコム波長では、フォトニック集積による光学部品の小型化が、バルクデバイスの限界を超えて古典的および量子光学のスケールと性能を推し進めている。
しかし、これらの高速通信集積フォトニクスのための材料プラットフォームは、先導原子系に必要な短波長では透明ではない。
本稿では,薄膜ニオブ酸リチウムを用いた可視光変調器を用いたマルチチャネル量子制御のためのスケーラブルで再構成可能なフォトニックアーキテクチャを提案し,実装する。
提案手法は, 自由空間光学, ホログラフィ, 制御理論の手法と16チャネル集積フォトニックデバイスを組み合わせることで, 時間・チャネル間電力偏差を安定化し, 高精度かつ均一な制御を可能にする。
この装置をダイヤモンド中のシリコン空洞人工原子の均一な星座に応用し、空間的およびスペクトル的にこれらの確率的に配置された点エミッタの動的選択可能な集合に対処する手法を提案する。
我々は、このスケーラブルで再構成可能な光学アーキテクチャが、大規模な多体原子系の並列個々人のプログラム可能性を実現するシステムに繋がることを期待している。
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