論文の概要: Bandwidth-tunable Telecom Single Photons Enabled by Low-noise Optomechanical Transduction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.10947v1
• Date: Mon, 14 Oct 2024 18:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-16 14:01:03.172468
• Title: Bandwidth-tunable Telecom Single Photons Enabled by Low-noise Optomechanical Transduction
• Title（参考訳）: 低雑音光メカニカルトランスダクションによる帯域幅可変光通信用単一光子
• Authors: Liu Chen, Alexander Rolf Korsch, Cauê Moreno Kersul, Rodrigo Benevides, Yong Yu, Thiago P. Mayer Alegre, Simon Gröblacher,
• Abstract要約: 単一光子源は創発的量子技術にとって基本的な重要性である。 ナノ構造を持つ光学結晶は、単一光子生成のための魅力的なプラットフォームを提供する。 これまでのところ、光吸収加熱はこれらのシステムが実用用途で広く使われるのを妨げてきた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 45.37752717923078
• License:
• Abstract: Single-photon sources are of fundamental importance to emergent quantum technologies. Nano-structured optomechanical crystals provide an attractive platform for single photon generation due to their unique engineering freedom and compatibility with on-chip silicon fabrication. However, optical absorption heating has thus far prevented these systems from being widely used in practical applications. Here, we overcome this limitation through the use of a quasi-two-dimensional optomechanical crystal structure and demonstrate an on-chip source of single photons natively at telecom wavelength. We verify the low thermal noise and resulting high purity of the generated single photons through a Hanbury Brown-Twiss experiment with $g^{(2)}(0)=0.35^{+0.10}_{-0.08}$. Furthermore, we perform Hong-Ou-Mandel interference of the emitted photons showcasing the indistinguishability and coherence of photons generated from our source with visibility $V=0.52 \pm 0.15$ after 1.43 km of fiber delay line. With the possibility of using the mechanical mode as a quantum memory, we can retrieve the single photons on-demand. Crucial for applications, the optomechanical interaction at the heart of our device allows the bandwidth of emitted single photons to be tuned over a large range from 100 kHz to several hundreds of MHz, which makes them directly compatible with leading quantum memory platforms.
• Abstract（参考訳）: 単一光子源は創発的量子技術にとって基本的な重要性である。 ナノ構造を有する光学結晶は、独自の工学的自由度とオンチップシリコン製造との互換性のため、単一光子生成のための魅力的なプラットフォームを提供する。 しかし、これまでのところ、光吸収加熱はこれらのシステムが実用化に広く使われるのを妨げている。 ここでは、準二次元光学結晶構造を用いて、この制限を克服し、単一光子のオンチップ源をテレコム波長でネイティブに示す。 我々は、g^{(2)}(0)=0.35^{+0.10}_{-0.08}$を用いて、低熱雑音と生成した単一光子の高純度を検証した。 さらに,出力光子のHong-Ou-Mandel干渉を行い,1.43kmの遅延線後,V=0.52 \pm 0.15$の可視性で生成した光子の不明瞭性とコヒーレンスを示す。 メカニカルモードを量子メモリとして使用できるため、オンデマンドで単一の光子を検索することができる。 アプリケーションにとって重要なことは、デバイスの中心にある光学的相互作用により、出力された単一光子の帯域幅が100kHzから数百MHzの範囲で調整され、主要な量子メモリプラットフォームと直接互換性があるということです。

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