論文の概要: Large-scale free-space photonic circuits in two dimensions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.08652v2
- Date: Wed, 19 Feb 2025 12:59:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-20 13:55:46.824733
- Title: Large-scale free-space photonic circuits in two dimensions
- Title（参考訳）: 2次元の大規模自由空間フォトニック回路
- Authors: Maria Gorizia Ammendola, Francesco Di Colandrea, Lorenzo Marrucci, Filippo Cardano,
- Abstract要約: フォトニック回路は、特定の地図に従って光モードを2つに分けて設計され、古典的および量子的な光のプロセッサとして機能する。
本稿では,大規模ユニタリマップを自由空間に実装し,単一入力を数百の出力モードに2次元のコンパクトレイアウトで結合する技術を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Photonic circuits, engineered to couple optical modes according to a specific map, serve as processors for classical and quantum light. The number of components typically scales with that of processed modes, thus correlating system size, circuit complexity, and optical losses. Here we present a photonic-circuit technology implementing large-scale unitary maps in free space, coupling a single input to hundreds of output modes in a two-dimensional compact layout. The map corresponds to a quantum walk of structured photons, realized through light propagation in three liquid-crystal metasurfaces, having their optic axes artificially patterned. Theoretically, the walk length and the number of connected modes can be arbitrary, while keeping losses constant. The patterns can be designed to replicate multiple unitary maps. We also discuss limited reconfigurability by adjusting the overall birefringence and the relative displacement of the optical elements. These results lay the basis for the design of low-loss non-integrated photonic circuits, primarily for manipulating multi-photon states in quantum regimes.
- Abstract（参考訳）: フォトニック回路は、特定の地図に従って光モードを2つに分けて設計され、古典的および量子的な光のプロセッサとして機能する。
コンポーネントの数は一般に処理モードのそれとスケールするので、システムのサイズ、回路の複雑さ、光学的損失が関係する。
本稿では, 大規模ユニタリマップを自由空間に実装し, 単一入力を数百の出力モードに2次元コンパクトレイアウトで結合するフォトニック回路技術を提案する。
地図は構造された光子の量子ウォークに対応しており、光の伝播によって3つの液体-結晶準曲面で実現され、光学軸が人工的にパターン化されている。
理論的には、歩行長と連結モードの数は任意のものであり、損失は一定である。
パターンは複数のユニタリマップを複製するように設計することができる。
また、光学素子の全体的な複屈折率と相対変位を調整することで、制限された再構成可能性についても論じる。
これらの結果は、主に量子状態における多光子状態を操作するために、低損失非積分フォトニック回路の設計の基礎となった。
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