論文の概要: Room-temperature photonic quantum computing in integrated silicon photonics with germanium-silicon single-photon avalanche diodes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.04763v1
- Date: Wed, 8 May 2024 02:21:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-09 15:35:21.311702
- Title: Room-temperature photonic quantum computing in integrated silicon photonics with germanium-silicon single-photon avalanche diodes
- Title（参考訳）: ゲルマニウム-シリコン単光子アバランシェダイオードを用いた集積シリコンフォトニクスにおける室温フォトニック量子コンピューティング
- Authors: Neil Na, Chou-Yun Hsu, Erik Chen, Richard Soref,
- Abstract要約: 本稿では300KSi導波路集積GeSi単光子アバランシェダイオード(SPAD)の提案と解析を行う。
このPQCアーキテクチャでは、室温での高性能量子コンピューティングが予測される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Most, if not all, photonic quantum computing (PQC) relies upon superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs) based on Nb operated at a temperature < 4 K. This paper proposes and analyzes 300 K Si-waveguide-integrated GeSi single-photon avalanche diodes (SPADs) based on the recently demonstrated normal-incidence GeSi SPADs operated at room temperature, and shows that their performance is competitive against that of SNSPDs in a series of metrics for PQC with a reasonable time-gating window to resolve the issue of dark-count rate (DCR). These GeSi SPADs become photon-number-resolving avalanche diodes (PNRADs) by deploying a spatially multiplexed M-fold-waveguide array of M SPADs. Using on-chip waveguided spontaneous four-wave mixing (SFWM) sources and waveguided field-programmable interferometer mesh (FPIM) circuits, together with the high-metric SPADs and PNRADs, high-performance quantum computing at room temperature is predicted for this PQC architecture.
- Abstract（参考訳）: 光量子コンピューティング(PQC)は、温度<4KのNbをベースとした超伝導ナノワイヤ単光子検出器(SNSPD)に依存しており、室温で最近実証された通常のGeSi SPADに基づいて300KのSi導波路集積GeSi単光子アバランシェダイオード(SPAD)を解析し、その性能がPQCの一連の測定基準でSNSPDと競合していることを示し、ダークカウント率(DCR)の問題を解決する。
これらのGeSi SPADは、空間多重M折り畳み導波路アレイをMSPADに配置することにより、光子数分解アバランシェダイオード(PNRAD)となる。
このPQCアーキテクチャでは、オンチップの波動誘導自発4波混合(SFWM)と波動誘導フィールドプログラマブルインターフェロメータメッシュ(FPIM)回路を用い、室内温度での高速量子コンピューティングを予測した。
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