論文の概要: Bright Heralded Single-Photon Source Saturating Theoretical Single-photon Purity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.03236v3
- Date: Fri, 07 Feb 2025 01:08:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-10 14:53:04.050331
- Title: Bright Heralded Single-Photon Source Saturating Theoretical Single-photon Purity
- Title（参考訳）: 理論的な単一光子純度を飽和する明るい1光子源
- Authors: Haoyang Wang, Huihong Yuan, Qiang Zeng, Lai Zhou, Haiqiang Ma, Zhiliang Yuan,
- Abstract要約: この研究は、一般的なパラメトリックな1光子源に対する1光子純度の理論的な限界を導いた。
限界を飽和させた純度でギガヘルツパルスの除草源を実証する。
結果は、シャード化された単光子ソースをベンチマークするための信頼性の高い標準を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.431483076376284
- License:
- Abstract: Single-photon source is the cornerstone for modern quantum information processing. The present work derives the theoretical limit of single-photon purity for general parametric heralded single-photon sources, and subsequently demonstrates a bright, gigahertz-pulsed heralded source with the purity saturating the limit. By stimulating spontaneous four-wave mixing effect in the silicon spiral waveguide, this on-chip source is measured to have a coincidence rate exceeding 1.5~MHz at a coincidence-to-accidental ratio (CAR) of 16.77 in the photon pair correlation experiment. The single-photon purity of this source, quantified by the heralded auto-correlation function $g^{(2)}_\text{h}(0)$, is measured by a heralded Hanbury Brown--Twiss setup to reach the theoretical limit with the lowest value of $0.00094 \pm 0.00002$ obtained at a coincidence rate of 0.8~kHz and a CAR of 2220. The performance improvements are attributed to effective spectral filtering suppressing the noise as well as the coherent pump condition helped by optical injection locking. The reported results provide a reliable standard for benchmarking heralded single-photon sources and present a state-of-the-art heralded source for quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 単一光子源は現代の量子情報処理の基礎である。
本研究は, 一般パラメトリックな単光子源に対する単光子純度の理論的限界を導出し, その後, 限界を飽和させる純度を持つ輝かしいギガヘルツパルスの多光子純度源を示す。
シリコンスパイラル導波路の自発4波混合効果を刺激することにより、光子対相関実験において、このオンチップ源は、偶然/事故比(CAR)16.77で1.5〜MHzを超える一致率を有することを測定した。
この源の単光子純度は、自己相関関数 $g^{(2)}_\text{h}(0)$ で定量化され、ハンベリー・ブラウン・ツイッス(Hanbury Brown--Twiss)セットアップによって測定され、00094 \pm 0.00002$ の最小値が 0.8~kHz、CARが 2220 である理論限界に達する。
性能改善は、ノイズを抑制する効果的なスペクトルフィルタリングと、光注入ロックによるコヒーレントポンプ条件に起因する。
報告された結果は、シャード化された単一光子ソースのベンチマークのための信頼性の高い標準を提供し、量子情報処理のための最先端のシャードされたソースを提供する。
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