論文の概要: Robust Geometrical Dimensions in Uniform Directional Couplers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.20069v1
- Date: Thu, 27 Feb 2025 13:26:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-28 14:56:07.793761
- Title: Robust Geometrical Dimensions in Uniform Directional Couplers
- Title（参考訳）: 一方向結合器におけるロバスト幾何学的次元
- Authors: Jonatan Piasetzky, Khen Cohen, Yehonatan Drori, Amit Rotem, Yuval Warshavsky, Yaron Oz, Haim Suchowski,
- Abstract要約: 統合フォトニクスは光ネットワーク、センサー、回路のためのスケーラブルなプラットフォームである。
導波管幅、ウエハ高さの変動、温度変化に対する感度などの耐加工性は、その堅牢性と性能に大きな影響を及ぼす。
このような変動に対する耐性を高める指向性カプラの静止幾何学的次元を特定し解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6282171844772422
- License:
- Abstract: Integrated photonics, a scalable platform for optical networks, sensors, and circuits, has experienced exponential growth. Over the past decade, these platforms have been increasingly harnessed for the emerging field of quantum integrated photonics. However, fabrication tolerances, such as waveguide width, wafer height variations, and sensitivity to temperature changes, significantly impact their robustness and performance. In this work, we identify and analyze stationary geometrical dimensions of directional couplers that enhance tolerance to such variations. Through theoretical predictions and experimental validation, we investigate the behavior of these robust dimensions under changes in refractive index, waveguide height, wavelength, and inter-waveguide distance. We experimentally demonstrate the efficiency of these stationary geometrical dimensions in a single-coupler design and subsequently utilize them to fabricate a quantum two-photon controlled-NOT (CNOT) gate. The CNOT gate achieves an improved mean fidelity, as compared to a CNOT gate fabricated at a different arbitrary design point. This discovery highlights the potential of stationary geometrical dimensions for robust, high-performance photonic circuits and paves the way for new, resilient configurations in quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 光ネットワーク、センサー、回路のためのスケーラブルなプラットフォームである統合フォトニクスは、指数関数的な成長を経験した。
過去10年間、これらのプラットフォームは量子集積フォトニクスの新たな分野にますます活用されてきた。
しかし, 導波路幅, ウエハ高さの変動, 温度変化に対する感度などの耐加工性は, その堅牢性や性能に大きく影響した。
本研究では,このような変動に対する耐性を高める指向性カプラの定常幾何学的次元を同定し,解析する。
理論的予測と実験的検証を通じて, 屈折率, 導波路高さ, 波長, 導波路間距離の変化の下でのこれらのロバスト次元の挙動について検討した。
我々は、これらの静止幾何学的次元の効率を単一カップラー設計で実験的に実証し、その後量子二光子制御NOT(CNOT)ゲートの製造に利用した。
CNOTゲートは、異なる任意の設計点で作製されたCNOTゲートと比較して、平均忠実度が向上する。
この発見は、堅牢で高性能なフォトニック回路のための静止幾何学的次元の可能性を強調し、量子技術における新しいレジリエントな構成の道を開く。
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