論文の概要: Direct observation of non-linear optical phase shift induced by a single
quantum emitter in a waveguide
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06839v1
- Date: Thu, 11 May 2023 14:32:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-12 14:32:54.121609
- Title: Direct observation of non-linear optical phase shift induced by a single
quantum emitter in a waveguide
- Title（参考訳）: 導波路における単一量子エミッタによる非線形光位相シフトの直接観察
- Authors: Mathias J.R. Staunstrup, Alexey Tiranov, Ying Wang, Sven Scholz,
Andreas D. Wieck, Arne Ludwig, Leonardo Midolo, Nir Rotenberg, Peter Lodahl,
and Hanna Le Jeannic
- Abstract要約: 我々は、単一量子ドットと相互作用する弱いコヒーレント状態を用いて、0.19 pi pm 0.03$ radiansの光位相シフトを実験的に実現した。
非線形過程は単一光子レベルに敏感であり、スケーラブルなフォトニック集積回路と互換性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3776015607838747
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Realizing a sensitive photon-number-dependent phase shift on a light beam is
required both in classical and quantum photonics. It may lead to new
applications for classical and quantum photonics machine learning or pave the
way for realizing photon-photon gate operations. Non-linear phase-shifts
require efficient light-matter interaction, and recently quantum dots coupled
to nanophotonic devices have enabled near-deterministic single-photon coupling.
We experimentally realize an optical phase shift of $0.19 \pi \pm 0.03$ radians
($\approx 34$ degrees) using a weak coherent state interacting with a single
quantum dot in a planar nanophotonic waveguide. The phase shift is probed by
interferometric measurements of the light scattered from the quantum dot in the
waveguide. The nonlinear process is sensitive at the single-photon level and
can be made compatible with scalable photonic integrated circuitry. The work
may open new prospects for realizing high-efficiency optical switching or be
applied for proof-of-concept quantum machine learning or quantum simulation
demonstrations.
- Abstract（参考訳）: 古典的フォトニクスと量子フォトニクスの両方において、光ビーム上の感度の高い光子数依存位相シフトを実現する必要がある。
古典的および量子フォトニクスの機械学習の新しい応用につながるかもしれないし、光子-光子ゲートの操作を実現するための道を開くかもしれない。
非線形位相シフトは効率的な光間相互作用を必要とし、近年、ナノフォトニックデバイスに結合した量子ドットは、ほぼ決定論的単一光子カップリングを可能にした。
平面型ナノフォトニック導波路の単一量子ドットと相互作用する弱いコヒーレント状態を用いて、0.19 π pm 0.03$ radians (\approx 34$ degrees) の光位相シフトを実験的に実現した。
位相シフトは導波路の量子ドットから散乱した光の干渉計測によって観測される。
非線形プロセスは単一光子レベルで感度が高く、スケーラブルなフォトニック集積回路と互換性がある。
この研究は、高効率な光スイッチングを実現するための新しい見通しを、概念量子機械学習や量子シミュレーションの実証に応用するかもしれない。
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