論文の概要: Electrically pumped ultra-efficient quantum frequency conversion on thin film lithium niobate chip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.03869v1
• Date: Thu, 04 Sep 2025 04:08:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-12 14:25:35.145217
• Title: Electrically pumped ultra-efficient quantum frequency conversion on thin film lithium niobate chip
• Title（参考訳）: ニオブ酸リチウム薄膜チップの電気励起超高効率量子周波数変換
• Authors: Xina Wang, Xu-Feng Jiao, Bo Cao, Yang Liu, Xiu-Ping Xie, Ming-Yang Zheng, Qiang Zhang, Jian-Wei Pan,
• Abstract要約: 本研究では, ニオブ酸リチウム薄膜上でのQFCチップのハイブリッド化を実演する。 チップに電流を注入することにより、オンチップの量子効率は57%、ノイズカウントは毎秒7kとなる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.83079721496668
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum frequency conversion (QFC) plays a crucial role in constructing seamless interconnection between quantum systems operating at different wavelengths. To advance future quantum technology, chip-scale integrated QFC components, featuring high efficiency, small footprint, low power consumption and high scalability, are indispensable. In this work, we demonstrate the first hybrid integrated QFC chip on thin film lithium niobate platform that connects the telecom and visible bands. Benefiting from the periodically poled microring resonator with ulta-high normalized conversion efficiency of 386,000 %/W, an ultra-low pump power of 360 {\mu}W is achieved which is more than two orders of magnitude lower than traditional straight waveguide scheme. By injecting current into the chip, an on-chip quantum efficiency of 57% and a noise count of ~ 7k counts per second are achieved. Such an electrically pumped, integrated and scalable QFC chip would significantly advancing the integration of quantum network and the development of chip-scale quantum optical systems.
• Abstract（参考訳）: 量子周波数変換(QFC)は、異なる波長で動作する量子系間のシームレスな相互接続を構築する上で重要な役割を果たしている。 将来の量子技術の進歩のためには、高効率、フットプリントの少ないチップスケールの統合QFCコンポーネント、低消費電力、高スケーラビリティが不可欠である。 本研究は,電信通信と可視光帯域を接続する薄膜ニオブ酸リチウムプラットフォーム上で,初のハイブリッド集積QFCチップを実演する。 周期偏極マイクロリング共振器と超高正規化変換効率386,000 %/Wを併用することにより、従来の直流導波路方式よりも2桁以上低い360 {\mu}Wの超低出力を実現する。 チップに電流を注入することにより、オンチップの量子効率は57%、ノイズ数は1秒あたり約7kである。 このような電気的に励起され、集積され、スケーラブルなQFCチップは、量子ネットワークの統合とチップスケールの量子光学システムの開発を大幅に進めることになる。

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