論文の概要: Ultralow-loss integrated photonics enables bright, narrow-band, photon-pair sources
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.13387v1
- Date: Sat, 20 Apr 2024 14:09:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-23 19:10:11.650126
- Title: Ultralow-loss integrated photonics enables bright, narrow-band, photon-pair sources
- Title（参考訳）: 超低損失集積フォトニクスは明るい狭帯域光子対源を可能にする
- Authors: Ruiyang Chen, Yi-Han Luo, Jinbao Long, Baoqi Shi, Chen Shen, Junqiu Liu,
- Abstract要約: マイクロ共振器をベースとした狭帯域光子対光源
Photon-pairソースの輝度は1.17times109$ Hz/mW$2$/GHzで、直線幅は25.9$である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3355394752964789
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Photon-pair sources are critical building blocks for photonic quantum systems. Leveraging Kerr nonlinearity and cavity-enhanced spontaneous four-wave mixing, chip-scale photon-pair sources can be created using microresonators built on photonic integrated circuit. For practical applications, a high microresonator quality factor $Q$ is mandatory to magnify photon-pair sources' brightness and reduce their linewidth. The former is proportional to $Q^4$, while the latter is inversely proportional to $Q$. Here, we demonstrate an integrated, microresonator-based, narrow-band photon-pair source. The integrated microresonator, made of silicon nitride and fabricated using a standard CMOS foundry process, features ultralow loss down to $3$ dB/m and intrinsic $Q$ factor exceeding $10^7$. The photon-pair source has brightness of $1.17\times10^9$ Hz/mW$^2$/GHz and linewidth of $25.9$ MHz, both of which are record values for silicon-photonics-based quantum light source. It further enables a heralded single-photon source with heralded second-order correlation $g^{(2)}_\mathrm{h}(0)=0.0037(5)$, as well as a time-bin entanglement source with a raw visibility of $0.973(9)$. Our work evidences the global potential of ultralow-loss integrated photonics to create novel quantum light sources and circuits, catalyzing efficient, compact and robust interfaces to quantum communication and networks.
- Abstract（参考訳）: 光子対光源は、フォトニック量子系にとって重要な構成要素である。
ケーラー非線形性とキャビティ強化した自発4波混合を利用して、フォトニック集積回路上に構築されたマイクロ共振器を用いてチップスケール光子対光源を作成することができる。
実用化のためには、マイクロ共振器の品質係数$Q$は光子対光源の輝度を増大させ、その直線幅を減少させることが必須である。
前者は$Q^4$に、後者は$Q$に比例する。
本稿では,マイクロ共振器をベースとした狭帯域光子対光源について述べる。
この集積マイクロ共振器は窒化ケイ素で作製され、標準のCMOSファウントリープロセスで製造され、極低損失が3ドル/m、本質的なQ$は10ドル^7ドルである。
光子対光源の輝度は1.17\times10^9$ Hz/mW$^2$/GHz、光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光子対光
さらに、2階相関$g^{(2)}_\mathrm{h}(0)=0.0037(5)$と、視認率$0.973(9)$の時間ビン絡みのソースも可能となる。
我々の研究は、超低損失集積フォトニクスのグローバルポテンシャルを証明し、量子通信やネットワークへの効率的でコンパクトで堅牢なインターフェースを触媒する新しい量子光源と回路を創出する。
関連論文リスト
- Ultrabright and narrowband intra-fiber biphoton source at ultralow pump
power [51.961447341691]
高輝度の非古典的な光子源は、量子通信技術の鍵となる要素である。
ここでは,中空コアファイバ内の低温原子の光密度アンサンブルに自発4波混合を用いることで,狭帯域非古典光子対の生成を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-10T09:04:15Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z) - Fully on-chip photonic turnkey quantum source for entangled qubit/qudit
state generation [0.0]
集積フォトニクスは、最近、チップフォーマットにおける光絡み合った量子状態の実現と処理のための主要なプラットフォームとなっている。
ここでは、レーザーキャビティの統合によりこれらの課題を克服する、完全に統合された量子光源を実証する。
ハイブリッド量子源は電気的に励起されたInPゲイン部とSi$_3$N$_4$低損失マイクロリングフィルタを用いる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-17T12:14:21Z) - Quantum density matrix theory for a laser without adiabatic elimination
of the population inversion: transition to lasing in the class-B limit [62.997667081978825]
B級量子密度行列モデルは、統一理論におけるコヒーレンスと光子相関を正確に記述することができない。
ここでは、一般クラスBレーザーに対する密度行列の理論的アプローチを行い、光子のフォック基底におけるフォトニックおよび原子還元密度行列の閉方程式を提供する。
このモデルは、クラスBレーザーデバイスにおける数光子分岐と非古典光子相関の研究を可能にし、コヒーレント結合ナノレーザーアレイの量子記述を活用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-26T16:33:51Z) - Time-correlated Photons from a In$_{0.5}$Ga$_{0.5}$P Photonic Crystal
Cavity on a Silicon Chip [55.41644538483948]
時間相関光子対は、In$_0.5$Ga$_0.5$Pフォトニック結晶キャビティにおける三共振フォーウェーブミキシングによって生成される。
生成速度は、Q-factor $approx 4times 104$のキャビティで5MHzに達する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-19T15:22:06Z) - Improved heralded single-photon source with a photon-number-resolving
superconducting nanowire detector [0.0]
超伝導ナノワイヤ検出器を用いて、単一の光子を通信波長で固定する。
我々は、すべての多重光子効果と関連する不完全性を含む位相空間形式を用いた解析モデルを開発する。
繊維結合およびオフザシェルフ部品を用いて構築した本実験は, 単一光子の理想的な光源を構築するための道筋を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-21T18:48:34Z) - Spectrally multiplexed and ultrabright entangled photon pairs in a
lithium niobate microresonator [0.2419996885033735]
ニオブ酸リチウムマイクロ共振器で発生する超高輝度・広帯域二光子量子源を実証する。
通信帯域におけるそのような情報源は、高次元の絡み合いと将来の統合量子情報システムへの道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-18T03:30:18Z) - Optimised Domain-engineered Crystals for Pure Telecom Photon Sources [101.18253437732933]
本稿では、ドメイン工学の達成可能な限界で動作する、テレコム波長パラメトリックダウンコンバージョン光子源を提案する。
我々は、狭帯域フィルタリングなしで、最大9,8.6pm1.1%の2光子干渉の可視性を達成できる独立した光源から光子を生成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-20T19:00:04Z) - Entanglement swapping between independent and asynchronous integrated
photon-pair sources [0.0]
統合フォトニクスは、量子通信ネットワークを大幅に改善する技術である。
独立光子対源間の絡み合い交換を実証する。
これにより、視界を最大91.2 pm 3.4,%$に切り換えることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-16T18:23:21Z) - Near-ideal spontaneous photon sources in silicon quantum photonics [55.41644538483948]
集積フォトニクスは量子情報処理のための堅牢なプラットフォームである。
非常に区別がつかず純粋な単一の光子の源は、ほぼ決定的か高い効率で隠蔽されている。
ここでは、これらの要件を同時に満たすオンチップ光子源を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-19T16:46:44Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。