論文の概要: All optical operation of a superconducting photonic interface

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.12123v1
• Date: Thu, 23 Feb 2023 16:03:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-24 14:41:28.129292
• Title: All optical operation of a superconducting photonic interface
• Title（参考訳）: 超伝導フォトニック界面の全光学的操作
• Authors: Frederik Thiele, Thomas Hummel, Adam N. McCaughan, Julian Brockmeier, Maximilian Protte, Victor Quiring, Sebastian Lengeling, Christof Eigner, Christine Silberhorn, Tim J. Bartley
• Abstract要約: 動作電力を同時に供給し,計測信号を抽出する全光学インタフェースを示す。 単一光子検出器、出力信号コンディショニング、光配線のみを用いた電気-光リードアウトに全電力を供給する。
• 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: Advanced electro-optic processing combines electrical control with optical modulation and detection. For quantum photonic applications these processes must be carried out at the single photon level with high efficiency and low noise. Integrated quantum photonics has made great strides achieving single photon manipulation by combining key components on integrated chips which are operated by external driving electronics. Nevertheless, electrical interconnects between driving electronics and the electro-optic components, some of which require cryogenic operating conditions, can introduce parasitic effects. Here we show an all-optical interface which simultaneously delivers the operation power to, and extracts the measurement signal from, an advanced photonic circuit, namely, bias and readout of a superconducting nanowire single photon detector (SNSPD) on a single stage in a 1K cryostat. To do so, we supply all power for the single photon detector, output signal conditioning, and electro-optic readout using optical interconnects alone, thereby fully decoupling the cryogenic circuitry from the external environment. This removes the need to heatsink electrical connections, and potentially offers low-loss, high-bandwidth signal processing. This method opens the possibility to operate other advanced electrically decoupled photonic circuits such as optical control and readout of superconducting circuits, and feedforward for photonic quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 高度な電気光学処理は、電気制御と光変調と検出を組み合わせる。 量子フォトニクス応用の場合、これらのプロセスは高効率で低ノイズの単一光子レベルで実行されなければならない。 集積量子フォトニクスは、外部駆動電子回路が操作する集積チップの重要な部品を組み合わせることで、単一光子操作を実現している。 それでも、駆動エレクトロニクスと低温の運転条件を必要とする電気光学部品との間の電気的相互接続は寄生効果をもたらす可能性がある。 ここでは, 超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)の1Kクライオスタットの単一ステージにおけるバイアスと読み出しという, 高度なフォトニック回路から, 動作電力を同時に供給し, 計測信号を抽出する全光学インターフェースを示す。 そのため、光配線のみを用いた単一光子検出器、出力信号コンディショニング、電気光学読出しに全電力を供給することにより、低温回路を外部環境から完全に分離する。 これにより、電気接続をヒートシンクする必要がなくなり、低損失で高帯域幅の信号処理が可能になる。 この方法は、光制御や超伝導回路の読み出し、フォトニック量子コンピューティングのためのフィードフォワードといった他の先進的な電気的分離フォトニック回路を動作させる可能性を開く。

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