論文の概要: Scalable quantum interference in integrated lithium niobate nanophotonics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.20519v1
- Date: Wed, 25 Jun 2025 15:06:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-26 21:00:42.805626
- Title: Scalable quantum interference in integrated lithium niobate nanophotonics
- Title（参考訳）: ニオブ酸リチウムナノフォトニクスにおけるスケーラブル量子干渉
- Authors: Tristan Kuttner, Alessandra Sabatti, Jost Kellner, Rachel Grange, Robert J. Chapman,
- Abstract要約: ニオブ酸リチウムは モノリシックな量子フォトニクスプラットフォームの主要な候補です
我々は、多くのフォトニック量子コンピューティングプロトコルにおいて重要な相互作用である、区別不可能な光子間のボソニック干渉を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 40.13294159814764
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Photonics has emerged as one of the leading platforms for the implementation of real-world-applicable quantum technologies, enabling secure communication, enhanced sensing capabilities, as well as resolving previously intractable computational challenges. However, to harness the full potential of the photonics platform, several engineering feats need to be accomplished, among those is the quest for a scalable source of pure single photons. While single photon sources can be implemented in a variety of different ways, integrated lithium niobate stands out as a prime contender for a monolithic quantum photonics platform, given its second-order nonlinearity and proven classical scalability. Despite the extensive effort put into developing the platform, integrating suitable photon pair sources remains a hurdle limiting the scalability of quantum photonic systems in lithium niobate. We engineer three-wave-mixing in a nanophotonic lithium niobate device, integrating multiple near-perfect spectrally separable heralded single photon sources. By mixing photons generated via the developed sources, we show bosonic interference between indistinguishable photons, a crucial interaction for many photonic quantum computing protocols. This demonstration of the first proof-of-principle multi-source interference in integrated lithium niobate contributes to developing a truly scalable quantum photonics platform.
- Abstract（参考訳）: Photonicsは、セキュアな通信、知覚能力の向上、そしてこれまで難解だった計算課題の解決を可能にする、現実世界で応用可能な量子技術を実装するための主要なプラットフォームの一つとして登場した。
しかし、フォトニクスプラットフォームの潜在能力を最大限に活用するためには、純粋な単一光子のスケーラブルな源を探すことなど、いくつかのエンジニアリングの成果を達成する必要がある。
単一光子源は様々な方法で実装できるが、二階非線形性と古典的スケーラビリティの証明から、ニオブ酸リチウムはモノリシックな量子フォトニクスプラットフォームの主要な候補である。
プラットフォームの開発に多大な努力を払っているにもかかわらず、適切な光子対の源を統合することは、ニオブ酸リチウムの量子フォトニクスシステムのスケーラビリティを制限するハードルであり続けている。
我々は、ナノフォトニックリチウムニオブデバイスで3波長混合を行い、複数のほぼ完全なスペクトル分離可能な1光子源を統合した。
開発した光源から生成した光子を混合することにより、多くのフォトニック量子コンピューティングプロトコルにおいて重要な相互作用である、識別不可能な光子間のボソニック干渉を示す。
統合ニオブ酸リチウムにおける最初の原理的マルチソース干渉の実証は、真にスケーラブルな量子フォトニクスプラットフォームの開発に寄与する。
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