論文の概要: Large-scale quantum-dot-lithium-niobate hybrid integrated photonic circuits enabling on-chip quantum networking

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.23755v1
• Date: Mon, 31 Mar 2025 06:10:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-01 14:34:41.344007
• Title: Large-scale quantum-dot-lithium-niobate hybrid integrated photonic circuits enabling on-chip quantum networking
• Title（参考訳）: オンチップ量子ネットワークを実現する大規模量子ドット-リチウム-ニオブハイブリッド集積フォトニック回路
• Authors: Xudong Wang, Xiuqi Zhang, Bowen Chen, Yifan Zhu, Yuanhao Qin, Lvbin Dong, Jiachen Cai, Dongchen Sui, Jinbo Wu, Quan Zhang,
• Abstract要約: ハイブリッド集積量子フォトニクスは、固体人工原子と再構成可能なフォトニック回路を組み合わせる。 本稿では,QD含有導波路と低損失ニオブ酸リチウム(LN)回路を統合したハイブリッドフォトニックアーキテクチャを提案する。 我々は、最大7.7 meVのQD放射のオンチップ局所スペクトルチューニングを実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.874573820653683
• License:
• Abstract: Hybrid integrated quantum photonics combines solid-state artificial atoms with reconfigurable photonic circuits, enabling scalable chip-based quantum networks. Self-assembled quantum dots (QDs) are ideal for this goal due to their ability to generate highly indistinguishable single photons with exceptional brightness. Integrating QDs into low-loss photonic circuits can facilitate complex quantum networks by enabling entanglement transfer via two-photon interference. However, challenges such as limited scalability, spectral inhomogeneity, and quantum interference between independent sources remain. We present a hybrid photonic architecture that integrates QD-containing waveguides with low-loss lithium niobate (LN) circuits, incorporating 20 deterministic single-photon sources (SPSs). Using the piezoelectric properties of thin-film lithium niobate (TFLN), we achieve on-chip local spectral tuning of QD emissions by up to 7.7 meV,three orders of magnitude greater than the transform-limited linewidth. This approach enables on-chip quantum interference with a visibility of 0.73 between two spatially separated QD SPSs connected by 0.48 mm long waveguides, establishing a functional quantum network.The large-scale integration of spectrally tunable QD-based SPSs into low-loss LN circuits, combined with fast electro-optical switching, paves the way for compact, lightweight, and scalable photonic quantum networks.
• Abstract（参考訳）: ハイブリッド集積量子フォトニクスは、固体人工原子と再構成可能なフォトニック回路を組み合わせて、スケーラブルなチップベースの量子ネットワークを実現する。 自己集合量子ドット(英語版)(QD)は、非常に区別がつかない単一の光子を異常な明るさで生成できるため、この目標に理想的である。 低損失フォトニック回路へのQDの統合は、2光子干渉による絡み合い転送を可能にし、複雑な量子ネットワークを容易にする。 しかし、スケーラビリティの制限、スペクトルの不均一性、独立したソース間の量子干渉といった課題は残っている。 本稿では,QD含有導波路と低損失ニオブ酸リチウム(LN)回路を統合し,20個の決定論的単一光子源(SPS)を組み込んだハイブリッドフォトニックアーキテクチャを提案する。 薄膜ニオブ酸リチウム (TFLN) の圧電特性を用いて, 最大7.7mVのQD放射のオンチップ局所スペクトルチューニングを行う。 このアプローチにより、0.48mm長波長導波路で接続された2つの空間分離QD SPS間の可視性0.73のオンチップ量子干渉が可能となり、スペクトル調整可能なQDベースのSPSを低損失LN回路に大規模に統合し、高速な電気光学スイッチングと組み合わせることで、コンパクトで軽量でスケーラブルなフォトニック量子ネットワークを実現する。

関連論文リスト

• On-chip quantum interference between independent lithium niobate-on-insulator photon-pair sources [35.310629519009204]
  リチウムニオブ−オン絶縁体(LNOI)集積フォトニック回路は、2光子パス絡み状態を生成し、量子干渉のためのプログラム可能な干渉計を生成する。 我々は、$sim2.3times108$ pairs/s/mWの明るさで絡み合った光子を生成し、9,6.8pm3.6%の可視性で量子干渉実験を行う。 本研究は, ボソンサンプリングや量子通信などの応用において, 効率的な光子対生成やプログラム可能な回路を含む, 大規模集積量子フォトニクスへの道を提供するものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-12T10:24:43Z)
• On-chip Hong-Ou-Mandel interference from separate quantum dot emitters in an integrated circuit [0.3096919150448224]
  単一モードリッジ導波路を介して接続された低損失オンチップビームスプリッタに接続された2つの周波数整合量子ドット単一光子源を結合した完全モノリシックGaAs回路を示す。 本装置では,エミッタのコヒーレンスによって制限された可視性66%の2光子干渉実験をチップ上で行うことができた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-04T17:03:04Z)
• Silicon nitride waveguides with intrinsic single-photon emitters for integrated quantum photonics [97.5153823429076]
  我々は、SiN中の固有の単一光子放射体から、同じ物質からなるモノリシック集積導波路への光子の最初のカップリングに成功したことを示す。 その結果、スケーラブルでテクノロジー対応の量子フォトニック集積回路の実現に向けた道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-17T16:51:29Z)
• On chip scalable highly pure and indistinguishable single photon sources in ordered arrays: Path to Quantum Optical Circuits [3.824032758489195]
  本稿では,新しいエピタキシャル量子ドットのクラスに基づく単一光子源のプラットフォームについて報告する。 共鳴励起下では、SPSは1光子純度 >99%、高2光子Hong-Ou-Mandel干渉振動度、スペクトル非均一性 3nm を示す。 SPSのプラットフォームは、オンチップでスケーラブルな量子フォトニクスシステムを構築するための道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T12:00:47Z)
• Topologically Protecting Squeezed Light on a Photonic Chip [58.71663911863411]
  集積フォトニクスは、導波路内部に厳密に光を閉じ込めることで非線形性を高めるエレガントな方法を提供する。 シリカチップに励起光を発生させることができる自発4波混合のトポロジカルに保護された非線形過程を実験的に実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-14T13:39:46Z)
• Room temperature single-photon emitters in silicon nitride [97.75917079876487]
  二酸化ケイ素基板上に成長した窒化ケイ素(SiN)薄膜における室温単一光子放射体の初観測について報告する。 SiNは近年、集積量子フォトニクスの最も有望な材料として登場し、提案されたプラットフォームは、量子オンチップデバイスのスケーラブルな製造に適している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-16T14:20:11Z)
• Reconfigurable quantum photonics with on-chip detectors [0.0]
  同じチップ上に超伝導単光子検出器を接続した集積フォトニック回路の低消費電力マイクロエレクトロメカニカル再構成を示す。 我々のプラットフォームは、量子状態の準備と量子論理に欠かせない、熱負荷のない再構成可能な線形光学と適応制御を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-13T15:11:34Z)
• Near-ideal spontaneous photon sources in silicon quantum photonics [55.41644538483948]
  集積フォトニクスは量子情報処理のための堅牢なプラットフォームである。 非常に区別がつかず純粋な単一の光子の源は、ほぼ決定的か高い効率で隠蔽されている。 ここでは、これらの要件を同時に満たすオンチップ光子源を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-19T16:46:44Z)
• Near Transform-limited Quantum Dot Linewidths in a Broadband Photonic Crystal Waveguide [0.0]
  平面ナノフォトニクス構造は、量子ドットから放出される放出のブロードバンド、ほぼ均一結合を可能にする。 p$-$i$-$n$ダイオードに埋め込まれた量子ドットを含むガリウムヒ素膜におけるフォトニック結晶導波路の形成によるノイズの抑制を報告した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-08T10:21:26Z)
• Coupling colloidal quantum dots to gap waveguides [62.997667081978825]
  単一光子エミッタと集積フォトニック回路の結合は、量子情報科学や他のナノフォトニック応用に関係した新たな話題である。 我々は、コロイド量子ドットのハイブリッド系と窒化ケイ素導波路系のギャップモードとのカップリングについて検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-30T21:18:27Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。