論文の概要: Heterogeneous integration of solid state quantum systems with a foundry
photonics platform
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.10227v1
- Date: Thu, 20 Apr 2023 11:40:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-21 13:42:13.168372
- Title: Heterogeneous integration of solid state quantum systems with a foundry
photonics platform
- Title（参考訳）: 鋳物フォトニクスプラットフォームによる固体量子システムの異種統合
- Authors: Hao-Cheng Weng, Jorge Monroy-Ruz, Jonathan C. F. Matthews, John G.
Rarity, Krishna C. Balram and Joe A. Smith
- Abstract要約: ダイヤモンド色中心は、物質量子ビットとなるような光順応可能な固体スピンである。
ナノダイアモンド中のNV中心と低蛍光窒化ケイ素フォトニクスとの異種結合を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.14680035572775535
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Diamond colour centres are promising optically-addressable solid state spins
that can be matter-qubits, mediate deterministic interaction between photons
and act as single photon emitters. Useful quantum computers will comprise
millions of logical qubits. To become useful in constructing quantum computers,
spin-photon interfaces must therefore become scalable and be compatible with
mass-manufacturable photonics and electronics. Here we demonstrate
heterogeneous integration of NV centres in nanodiamond with low-fluorescence
silicon nitride photonics from a standard 180 nm CMOS foundry process.
Nanodiamonds are positioned over pre-defined sites in a regular array on a
waveguide, in a single post-processing step. Using an array of optical fibres,
we excite NV centres selectively from an array of six integrated nanodiamond
sites, and collect the photoluminescence (PL) in each case into waveguide
circuitry on-chip. We verify single photon emission by an on-chip Hanbury Brown
and Twiss cross-correlation measurement, which is a key characterisation
experiment otherwise typically performed routinely with discrete optics. Our
work opens up a simple and effective route to simultaneously address large
arrays of individual optically-active spins at scale, without requiring
discrete bulk optical setups. This is enabled by the heterogeneous integration
of NV centre nanodiamonds with CMOS photonics.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド色中心は、物質量子ビットとなり、光子間の決定論的相互作用を媒介し、単一の光子放出体として作用する光順応可能な固体スピンである。
有用な量子コンピュータは数百万の論理量子ビットから構成される。
量子コンピュータの構築に役立てるためには、スピンフォトンインタフェースはスケーラブルになり、大量製造可能なフォトニクスやエレクトロニクスと互換性を持つ必要がある。
ここでは、ナノダイアモンド中のNV中心と、標準180nmCMOSファウントリープロセスからの低蛍光性窒化ケイ素フォトニクスとの異種結合を示す。
ナノダイアモンドは、導波路上の規則的な配列の既定の部位の上に、単一の後処理ステップで配置される。
光ファイバーアレイを用いて6つの集積ナノダイヤモンドサイトからなるアレイからnv中心を選択的に励起し、各ケースの光発光(pl)をチップ上の導波路回路に回収する。
オンチップ・ハンベリー・ブラウンとtwiss相互相関測定による単一光子放射の検証を行った。
我々の研究は、個別の光学活性スピンの大規模な配列を、離散的な光学的セットアップを必要とせず同時に扱うための、単純で効果的な経路を開く。
これは、NV中心ナノダイヤモンドとCMOSフォトニクスの異種結合によって実現される。
関連論文リスト
- Scalable construction of hybrid quantum photonic cavities [0.0]
本稿では、2つの異種光学材料間の選択波長で微調整可能なPhCキャビティを生成する概念を紹介する。
この空洞は、加工が容易な材料の上に、簡単な導波路ジオメトリでハード・トゥ・プロセス材料を突き刺して形成されている。
キャビティ結合ダイヤモンドカラーセンタの配列に基づく多重量子リピータの特に困難な設計問題に対する我々の概念をシミュレートする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-04T18:36:39Z) - All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [69.65384453064829]
単光子強度ビームを用いた全光変調の実証を行った。
本稿では,テラヘルツ高速光スイッチングの可能性を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-18T20:14:15Z) - Coherent Coupling of a Diamond Tin-Vacancy Center to a Tunable Open Microcavity [0.0]
本研究では, 単一Tin-Vacancy中心をベースとした量子フォトニックインタフェースを, 調整可能なオープンマイクロキャビティに結合したマイクロメートルのダイヤモンド膜に提案する。
我々は、パーセル還元励起状態寿命当たりの低入射光子数に対して50パーセントの伝送ディップを観察する一方、エミッタは高い光子数で飽和しているため、ディップは消滅する。
この研究は、先進的な量子光学の実験と、固体量子ビットを用いた量子ネットワークへの実証実証のための多用途でチューニング可能なプラットフォームを確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-14T19:00:02Z) - Widely tunable solid-state source of single-photons matching an atomic
transition [0.18593647992779513]
ハイブリッド量子技術は、複数の量子システムの最高の特性を活用することを目的としている。
半導体ナノワイヤに埋め込まれた量子ドットは、非常に純度が高く、決定性があり、区別がつかない単一光子を高い繰り返しで生成することができる。
原子アンサンブルは、単一の光子で制御できる堅牢な光子貯蔵能力と強い光非線形性を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-13T05:47:26Z) - All-Optical Spin Initialization via a Cavity Broadened Optical
Transition in On-Chip Hybrid Quantum Photonics [33.607979748917465]
ハイブリッド量子フォトニクスシステムは古典的フォトニクスを量子世界と結び付け、効率的な光マター量子インタフェースを提供することを約束する。
我々は、窒化ケイ素フォトニック結晶キャビティに結合したナノダイヤモンドにおいて、負電荷のシリコン空孔中心の電子スピンの全光学的読み出しを示す。
この結果は, 量子ネットワーク, 量子通信, 分散量子計算を応用した, 窒化ケイ素フォトニクスとシリコン空孔中心の電子スピンに基づくハイブリッドスピン光子界面の実現に向けた重要な一歩となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-29T18:03:11Z) - Efficient Photonic Integration of Diamond Color Centers and Thin-Film
Lithium Niobate [0.0]
ダイヤモンド中の負電荷型グループIV色中心は量子記憶の候補である。
薄膜ニオブ酸リチウム(TFLN)は多くの有用なフォトニック非線形性を提供する。
負電荷シリコン空孔(SiV)中心を含むダイヤモンドナノビームとTFLN導波路を高効率に統合する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-27T05:04:32Z) - All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in
Diamond [52.77024349608834]
マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。
我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。
この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z) - Tunable photon-mediated interactions between spin-1 systems [68.8204255655161]
我々は、光子を媒介とする効果的なスピン-1系間の相互作用に、光遷移を持つマルチレベルエミッタを利用する方法を示す。
本結果は,空洞QEDおよび量子ナノフォトニクス装置で利用可能な量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T14:52:34Z) - Ultra-long photonic quantum walks via spin-orbit metasurfaces [52.77024349608834]
数百光モードの超長光子量子ウォークについて報告する。
このセットアップでは、最先端の実験をはるかに超えて、最大320の離散的なステップで量子ウォークを設計しました。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-28T19:37:08Z) - On-chip single-photon subtraction by individual silicon vacancy centers
in a laser-written diamond waveguide [48.7576911714538]
レーザーによるダイヤモンドフォトニクスは3次元の加工能力と、光ファイバー技術と一致する大きなモード場直径を提供する。
そこで我々は,大きな数値開口光学を用いて,単一の浅層実装シリコン空孔中心の励起を組み合わせ,大きな協調性を実現する。
我々は、単一エミッタの量子効率の低いバウンダリとして13%のベータ係数と0.153のコオペラティティティを持つ単一エミッタの絶滅測定を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-02T16:01:15Z) - Topologically Protecting Squeezed Light on a Photonic Chip [58.71663911863411]
集積フォトニクスは、導波路内部に厳密に光を閉じ込めることで非線形性を高めるエレガントな方法を提供する。
シリカチップに励起光を発生させることができる自発4波混合のトポロジカルに保護された非線形過程を実験的に実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-14T13:39:46Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。