論文の概要: Room-Temperature entangled quantum processor on integrated semiconductor photonics platform

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.06541v1
• Date: Sat, 11 Nov 2023 11:30:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-14 18:09:09.959980
• Title: Room-Temperature entangled quantum processor on integrated semiconductor photonics platform
• Title（参考訳）: 集積半導体フォトニクスプラットフォーム上の室温エンタングル量子プロセッサ
• Authors: Haibo Hu, Yu Zhou, Ailun Yi, Tongyuan Bao, Chengying Liu, Qi Luo, Yao Zhang, Zi Wang, Zhengtong Liu, Shuming Xiao, Xin Ou, and Qinghai Song
• Abstract要約: 4H-ケイ素-炭化物-イオン絶縁体 (SiCOI) プラットフォーム上での最初の絡み合ったプロセッサを実演する。 このCMOS互換半導体集積フォトニクス系では、最大エンタングル状態が0.89である。 この研究は、既存の欠陥ベースのコンピューティングおよびセンシングプロトコルにおいて、コンパクトでオンチップなソリューションの基礎を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.30119868051991
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The rise of the 4H-silicon-carbide-on-insulator (SiCOI) platform marks a promising pathway towards the realization of monolithic quantum photonic networks. However, the challenge of establishing room-temperature entangled registers on these integrated photonics platforms remains unresolved. Herein, we demonstrate the first entangled processor on the SiCOI platform. We show that both deterministic generation of single divacancy electron spins and near-unity spin initialization of a single $^{13}$C nuclear spin can be achieved on SiCOI at room temperature. Besides coherently manipulating the single nuclear spin, a maximally entangled state with a fidelity of 0.89 has been prepared on this CMOS-compatible semiconductor-integrated photonics system. This work establishes the foundation for compact and on-chip solutions within existing defect-based computing and sensing protocols, positioning the SiCOI platform as the most promising candidate for integrated monolithic quantum photonic networks.
• Abstract（参考訳）: 4H-ケイ素-炭化物-イオン絶縁体 (SiCOI) の台頭は、モノリシック量子フォトニクスネットワークの実現に向けた有望な道のりである。 しかし、これらの統合フォトニクスプラットフォーム上で室温絡みレジスタを確立するという課題は未解決のままである。 ここでは、SiCOIプラットフォーム上で最初の絡み合ったプロセッサを実演する。 室温でのSiCOI上では, 単一希薄電子スピンの決定論的生成と1つの$^{13}$C核スピンの準ユニティスピン初期化が達成可能であることを示す。 単一の核スピンをコヒーレントに操作するのに加えて、このCMOS互換半導体集積フォトニクス系では最大エンタングル状態が 0.89 である。 この研究は、既存の欠陥ベースのコンピューティングおよびセンシングプロトコルにおけるコンパクトでオンチップなソリューションの基礎を確立し、SiCOIプラットフォームをモノリシックな量子フォトニクスネットワーク統合の最も有望な候補として位置づけている。

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