論文の概要: Electrically tunable quantum correlations of dipolar polaritons with micrometer-scale blockade radii

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.12059v1
• Date: Mon, 18 Nov 2024 20:57:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-20 13:35:47.611431
• Title: Electrically tunable quantum correlations of dipolar polaritons with micrometer-scale blockade radii
• Title（参考訳）: 双極子偏光子とマイクロメータスケール遮断半径の電気的に可変な量子相関
• Authors: Yoad Ordan, Dror Liran, Kirk W. Baldwin, Loren Pfeiffer, Hui Deng, Ronen Rapaport,
• Abstract要約: フォトニック系による単一光子に対する極端に再構成可能な非線形応答は、普遍的な2光子ゲートを実現するために重要である。 ここでは半導体チップ上の双極子導波路偏光子における電気的に可変な部分光子遮断を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2147217809224073
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• Abstract: An extreme yet reconfigurable nonlinear response to a single photon by a photonic system is crucial for realizing a universal two-photon gate, an elementary building block for photonic quantum computing. Yet such a response, characterized by the photon blockade effect, has only been achieved in atomic systems or solid states ones that are difficult to scale up. Here we demonstrate electrically tunable partial photon blockade in dipolar waveguide polaritons on a semiconductor chip, measured via photon-correlations. Remarkably, these "dipolar photons" display a two-orders-of-magnitude stronger nonlinearity compared to unpolarized polaritons, with an extracted dipolar blockade radius up to more than 4 $\mu$m, significantly larger than the optical wavelength, and comparable to that of atomic Rydberg polaritons. Furthermore, we show that the dipolar interaction can be electrically switched and locally configured by simply tuning the gate voltage. Finally we show that with a simple modification of the design, a full photon blockade is expected, setting a new route towards scalable, reconfigurable, chip-integrated quantum photonic circuits with strong two-photon nonlinearities.
• Abstract（参考訳）: フォトニック系による単一光子に対する極端に再構成可能な非線形応答は、フォトニック量子コンピューティングの基本的なビルディングブロックである普遍的な2光子ゲートを実現するために重要である。 しかし、光子遮断効果を特徴とするこのような反応は、スケールアップが難しい原子系や固体でしか達成されていない。 ここでは、半導体チップ上の双極子導波路偏光子における光子相関による電気的に可変な部分光子遮断を示す。 これらの「双極子光子」は、非偏光子に比べて2次の強い非線形性を示し、抽出された双極子遮断半径は4$\mu$m以上で、光学波長よりもかなり大きい。 さらに、ゲート電圧を調整するだけで、双極子間相互作用を電気的に切り替え、局所的に設定できることを示す。 最後に、設計の簡単な変更により、完全な光子遮断が期待され、2光子非線形性の強いスケーラブルで再構成可能なチップ集積量子フォトニック回路への新たな経路が設定されることを示す。

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