論文の概要: Topological and conventional nano-photonic waveguides for chiral integrated quantum optics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.11082v2
• Date: Wed, 23 Aug 2023 13:02:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-24 18:09:57.116310
• Title: Topological and conventional nano-photonic waveguides for chiral integrated quantum optics
• Title（参考訳）: キラル集積量子光学のためのトポロジーおよび従来のナノフォトニック導波路
• Authors: N.J Martin, M. Jalali Mehrabad, X. Chen, R. Dost, E. Nussbaum, D. Hallett, L. Hallacy, A. Foster, E. Clarke, P.K. Patil, S. Hughes, M. Hafezi, A.M Fox, M.S. Skolnick, and L.R. Wilson
• Abstract要約: 集積量子フォトニクスにおけるキラリティは、量子非線形効果を持つスケーラブルな量子技術を実現するための有望な経路として現れてきた。 本研究では, トポロジカル光導波路におけるキラルカップリングについて, 実験的, 理論的, 数値的解析を組み合わせた総合的研究を行った。 本研究は,トポロジカルフォトニック量子回路におけるキラル光-マター相互作用の程度と特性に関する重要な知見を提供し,定量的に予測された量子非線形効果をチップ上で実現するための道を開くものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.35781413407585794
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Chirality in integrated quantum photonics has emerged as a promising route towards achieving scalable quantum technologies with quantum nonlinearity effects. Topological photonic waveguides, which utilize helical optical modes, have been proposed as a novel approach to harnessing chiral light-matter interactions on-chip. However, uncertainties remain regarding the nature and strength of the chiral coupling to embedded quantum emitters, hindering the scalability of these systems. In this work, we present a comprehensive investigation of chiral coupling in topological photonic waveguides using a combination of experimental, theoretical, and numerical analyses. We quantitatively characterize the position-dependence nature of the light-matter coupling on several topological photonic waveguides and benchmark their chiral coupling performance against conventional line defect waveguides for chiral quantum optical applications. Our results provide crucial insights into the degree and characteristics of chiral light-matter interactions in topological photonic quantum circuits and pave the way towards the implementation of quantitatively-predicted quantum nonlinear effects on-chip.
• Abstract（参考訳）: 集積量子フォトニクスにおけるキラリティは、量子非線形効果を持つスケーラブルな量子技術を達成するための有望な経路として現れてきた。 ヘリカル光モードを利用するトポロジカル光導波路は、キラル光-マター相互作用を利用する新しいアプローチとして提案されている。 しかし、組み込まれた量子エミッタへのキラル結合の性質と強度に関する不確実性は、これらのシステムのスケーラビリティを妨げている。 本研究では, トポロジカルフォトニック導波路におけるキラルカップリングについて, 実験, 理論的, 数値解析の組み合わせを用いて総合的に検討する。 我々は、いくつかのトポロジカルフォトニック導波路における光物質結合の位置依存性特性を定量的に評価し、それらのキラル量子光学応用のための従来のライン欠陥導波路と比較した。 本研究は、位相フォトニック量子回路におけるキラル光間相互作用の程度と特性に関する重要な知見を提供し、定量的に予測された量子非線形効果のチップ実装への道を開く。

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