論文の概要: A low-loss, 24-mode laser-written universal photonic processor in a glass-based platform

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.01609v1
• Date: Fri, 02 May 2025 22:20:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-06 18:49:35.189873
• Title: A low-loss, 24-mode laser-written universal photonic processor in a glass-based platform
• Title（参考訳）: ガラス基プラットフォームにおける低損失24モードレーザー書きユニバーサルフォトニックプロセッサ
• Authors: Andrea Barzaghi, Maëlle Bénéfice, Francesco Ceccarelli, Giacomo Corrielli, Valerio Galli, Marco Gardina, Vittorio Grimaldi, Jakub Kaczorowski, Francesco Malaspina, Roberto Osellame, Ciro Pentangelo, Andrea Rocchetto, Alessandro Rudi,
• Abstract要約: フェムト秒レーザーライティング(FLW)により実現された最初の24モードユニバーサルフォトニックプロセッサ(UPP)の製作について報告する。 デバイスの平均挿入損失は4.35dBに過ぎず、先進的な多光子量子実験に直接適用することができる。 この研究は、FLWベースの統合フォトニクスを、量子コンピューティング、通信、センシング技術の進歩のためのスケーラブルで堅牢なプラットフォームとして確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.566967436133424
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We report the fabrication of the first 24-mode universal photonic processor (UPP) realized through femtosecond laser writing (FLW), marking the most complex UPP demonstrated to date. Optimized for quantum dot emission at 925 nm, the device exhibits total insertion losses averaging only 4.35 dB, enabling its direct application in advanced multi-photon quantum experiments. Leveraging the versatility of FLW, we introduce suspended waveguides and precisely engineered 2D and 3D microstructures, significantly enhancing thermal isolation and minimizing power dissipation. As a result, our processor operates efficiently at less than 10 W, requiring only a simple thermo-electric cooler for stable thermal management. The device exhibits exceptional performance after calibration, implementing Haar-random unitary transformations with an amplitude fidelity of 99.5 %. This work establishes FLW-based integrated photonics as a scalable and robust platform for advancing quantum computing, communication, and sensing technologies.
• Abstract（参考訳）: フェムト秒レーザーライティング(FLW)により実現された最初の24モードユニバーサルフォトニックプロセッサ(UPP)の製作について報告する。 925nmで量子ドットの放出に最適化されたこの装置は、平均的な挿入損失は4.35dBに過ぎず、先進的な多光子量子実験に直接適用することができる。 FLWの汎用性を活用して、懸濁導波路を導入し、2次元および3次元の微細構造を精密に設計し、熱分離を著しく向上し、送電を最小化する。 その結果, プロセッサは10W未満で効率よく動作し, 安定した熱管理を行うには, 簡単な熱電冷却器のみを必要とすることがわかった。 この装置は校正後の異常な性能を示し、振幅忠実度99.5%のハールランダムユニタリ変換を実装している。 この研究は、FLWベースの統合フォトニクスを、量子コンピューティング、通信、センシング技術の進歩のためのスケーラブルで堅牢なプラットフォームとして確立する。

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