論文の概要: Manipulating multiple optical parametric processes in photonic topological insulators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.06418v1
• Date: Fri, 12 Jan 2024 07:29:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-15 20:07:20.734227
• Title: Manipulating multiple optical parametric processes in photonic topological insulators
• Title（参考訳）: フォトニックトポロジカル絶縁体における多重光パラメトリックプロセスの操作
• Authors: Zhen Jiang, Bo Ji, Yanghe Chen, Chun Jiang and Guangqiang He
• Abstract要約: サンドイッチかごめとハニカムトポロジカルデザインにおいて,異なる周波数範囲に対応する2つの異なるエッジモードを示す。 これら2つのトポロジカルエッジモードは、4波混合による2種類の光学パラメトリックプロセスを可能にする。 フォトニックバレー・ハル絶縁体をエミュレートする装置は、2つの横モードの周波数分割を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.655289256837963
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Topological quantum optics, an emerging area of study, holds the potential to bring about substantial enhancements for integrated quantum devices. Here we propose integrated topological quantum devices performing various functions including optical parametric amplification, frequency division, and frequency entangled biphoton generation. We show two distinct edge modes corresponding to different frequency ranges in both sandwich kagome and honeycomb topological designs that emulate the quantum valley Hall effect. These two topological edge modes enable two types of optical parametric processes through four-wave mixing, specifically inter-band and intra-band cases. The devices emulating photonic valley-Hall insulators allow the frequency division of two transverse modes, and furthermore, enable the separation of two quantum functionalities - optical parametric amplification and frequency entangled biphoton state generation. More importantly, the parametric processes are inborn topological protected, showing robustness against sharp bends and disorders. Our proposal significantly widens the possibilities for robust, multifunctional topological quantum devices on-chip, which may find applications in quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: トポロジカル量子光学(トポロジカル量子光学)は、統合量子デバイスに大幅な拡張をもたらす可能性を秘めている。 本稿では,光パラメトリック増幅,周波数分割,周波数絡み合った2光子生成など,様々な機能を持つ集積位相量子デバイスを提案する。 量子バレーホール効果をエミュレートしたサンドイッチかごめとハニカムトポロジカルデザインにおいて,異なる周波数範囲に対応する2つの異なるエッジモードを示す。 これら2つのトポロジカルエッジモードは、4波混合、特にバンド間およびバンド内ケースによる2種類の光学パラメトリックプロセスを可能にする。 フォトニック・バレーホール・インスレータをエミュレートする装置は、2つの横モードの周波数分割を可能にし、さらに2つの量子汎関数の光学パラメトリック増幅と周波数絡み合い二光子状態生成の分離を可能にする。 さらに重要なことは、パラメトリックな過程は生まれながらのトポロジカルな保護であり、鋭い屈曲や障害に対する堅牢性を示している。 提案手法は, 量子情報処理に応用できる堅牢で多機能なトポロジカル量子デバイスの実現可能性を大きく広げるものである。

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