論文の概要: Site-controlled quantum dot arrays edge-coupled to integrated silicon nitride waveguides and devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.07535v1
• Date: Mon, 08 Dec 2025 13:12:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-09 22:03:54.899473
• Title: Site-controlled quantum dot arrays edge-coupled to integrated silicon nitride waveguides and devices
• Title（参考訳）: 集積化窒化ケイ素導波路とデバイスにエッジ結合したサイト制御量子ドットアレイ
• Authors: John O'Hara, Nicola Maraviglia, Mack Johnson, Jesper Håkansson, Salvador Medina, Gediminas Juska, Luca Colavecchi, Frank H. Peters, Brian Corbett, Emanuele Pelucchi,
• Abstract要約: 我々は,10個のサイト制御されたヒ素ガリウム量子ドットの配列と10個の窒化ケイ素単一モード導波管の配列のアライメントとエッジカップリングを実証した。 オンチップビームスプリッターは、窒化ケイ素チップに単一光子の励起放出を検証する。 導波路の配列全体で、結合された量子ドットから収集された信号は、全く同じ単一光子源からの自由空間の集まりに対して、一貫して再現的に0.17である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6466450150069615
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The scalability of quantum photonic integrated circuits opens the path towards large-scale quantum computing and communication. To date, this scalability has been limited by the stochastic nature of the quantum light sources. Moreover, hybrid integration of different platforms will likely be necessary to combine state-of-the-art devices into a functioning architecture. Here, we demonstrate the active alignment and edge-coupling of arrays of ten site-controlled gallium arsenide quantum dots to an array of ten silicon nitride single-mode waveguides, at cryogenic temperatures. The coupling is facilitated by the fabrication of nanopillars, deterministically self-aligned around each quantum dot, leading to a high-yield and regular array of single-photon sources. An on-chip beamsplitter verifies the triggered emission of single photons into the silicon nitride chip. The low inhomogeneous broadening of the ensemble enables us to observe the spectral overlap of adjacent site-controlled emitters. Across the array of waveguides, the signal collected from each coupled quantum dot is consistently and reproducibly 0.17 relative to the free-space collection from the very same single-photon source. Comparing measurement with waveguide simulations, we infer that absolute coupling efficiencies of $\approx 5 \%$ are currently obtained between our quantum dots and the waveguides.
• Abstract（参考訳）: 量子フォトニック集積回路のスケーラビリティは、大規模量子コンピューティングと通信への道を開く。 これまでのところ、このスケーラビリティは量子光源の確率的性質によって制限されてきた。 さらに、最先端のデバイスを機能アーキテクチャに組み込むためには、さまざまなプラットフォームのハイブリッド統合が必要になるだろう。 ここでは,10個のサイト制御されたヒ素ガリウム量子ドットの配列と10個の窒化ケイ素単一モード導波管の配列の低温下でのアクティブアライメントとエッジカップリングを実証する。 この結合はナノピラーの製造によって促進され、各量子ドットの周りに決定論的に自己整列し、高収率かつ規則的な単一光子源の配列へと導かれる。 オンチップビームスプリッターは、窒化ケイ素チップに単一光子の励起放出を検証する。 アンサンブルの低不均質化により、隣り合うサイト制御エミッタのスペクトル重なりを観測することができる。 導波路の配列全体で、結合された量子ドットから収集された信号は、全く同じ単一光子源からの自由空間の集まりに対して、一貫して再現的に0.17である。 導波路シミュレーションとの比較により, 量子ドットと導波路との間には, 絶対結合効率が$\approx 5 \%$と推定されている。

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