論文の概要: Simultaneous Generation of Quantum Frequency Combs across Distinct Modal Families in a Single $Si_3 N_4$ Whispering Gallery Mode Resonator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.16622v2
- Date: Wed, 20 Nov 2024 01:50:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-21 16:09:47.463394
- Title: Simultaneous Generation of Quantum Frequency Combs across Distinct Modal Families in a Single $Si_3 N_4$ Whispering Gallery Mode Resonator
- Title（参考訳）: 単一$Si_3 N_4$Whispering Galleryモード共振器における各モードの量子周波数コムの同時生成
- Authors: Bo Ji, Yongjun Yang, Tengfei Wu, Nianqin Li, Guangqiang He,
- Abstract要約: 量子周波数コム(Quantum frequency combs, QFCs)は、クラスター状態のような多モードの絡み合いのための汎用的な資源である。
オンチップ・ウィスパーリング・ギャラリーモード共振器(WGMR)は、これらの状態を極低しきい値のパワーで生成することができる。
この研究は、単一オンチップ窒化ケイ素WGMRを用いた複数のQFCの同時生成を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.846382420967274
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- Abstract: Quantum frequency combs (QFCs) are versatile resources for multi-mode entanglement, such as cluster states, crucial for quantum communication and computation. On-chip whispering gallery mode resonators (WGMRs) can generate these states at ultra-low threshold power. This work demonstrates the simultaneous generation of multiple QFCs using a single on-chip silicon nitride WGMR across distinct modal families. It presents a micro-ring resonator with a radius of 240 $\mathrm{\mu m}$, capable of supporting four modal families within the 130 to 260 $\mathrm{THz}$ frequency range for consistency regulation. The results indicate that, by carefully designing the structure of silicon nitride WGMRs, it is possible to generate quantum entangled frequency combs across distinct modal families simultaneously using monochromatic pump light. It is achieved by modulating the pump mode profiles with a spatial light modulator (SLM) or an on-chip inverse-designed mode converter. This approach offers a simple and low-cost method to achieve higher-density entanglement integration on-chip.
- Abstract（参考訳）: 量子周波数コム(Quantum frequency combs, QFCs)は、クラスタ状態のような多モードの絡み合いのための汎用的な資源であり、量子通信や計算に不可欠である。
オンチップ・ウィスパーリング・ギャラリーモード共振器(WGMR)は、これらの状態を極低しきい値のパワーで生成することができる。
本研究は, 単一オンチップ窒化ケイ素WGMRを用いた複数のQFCの同時生成を示す。
半径240$\mathrm {\mu m}$のマイクロリング共振器で、整合性調節のために130から260$\mathrm{THz}$の周波数範囲で4つのモード族をサポートすることができる。
その結果, 窒化ケイ素WGMRの構造を慎重に設計することにより, 単色ポンプ光を同時に利用して, 異なるモード族にまたがる量子絡み合った周波数コムを生成できることが示唆された。
ポンプモードプロファイルを空間光変調器(SLM)またはオンチップの逆モードコンバータで変調する。
このアプローチは,チップ上の高密度エンタングルメント統合を実現するための,シンプルで低コストな手法を提供する。
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