論文の概要: A Broadband Nanowire Quantum Dot Cavity Design for the Efficient Extraction of Entangled Photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.04440v1
• Date: Wed, 07 Jan 2026 22:53:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 17:01:52.947161
• Title: A Broadband Nanowire Quantum Dot Cavity Design for the Efficient Extraction of Entangled Photons
• Title（参考訳）: 絡み合った光子の効率的な抽出のための広帯域ナノワイヤ量子ドットキャビティ設計
• Authors: Sayan Gangopadhyay, Sasan V. Grayli, Sathursan Kokilathasan, Michael E. Reimer,
• Abstract要約: 量子ネットワークには、オンデマンドの絡み合った光子の明るい源が必要である。 サイト選択されたナノワイヤ導波路内の単一量子ドットは、そのようなソースを実現するための有望な候補である。 2つの共振光モードの強い結合によって形成される連続体における準有界状態に基づくナノワイヤキャビティを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A bright source of on-demand entangled photons is needed for quantum networks. A single quantum dot in a site-selected nanowire waveguide is a promising candidate for realizing such sources. However, such sources are associated with poor single-photon indistinguishability, limiting their applicability in quantum networks. A common approach for enhancing the single-photon indistinguishability in quantum dot-based entangled photon sources is to implement a broadband optical cavity. Achieving a high-Purcell cavity while retaining the advantages of the nanowire, such as directional emission, a broad operational bandwidth, and high light extraction efficiency, has been a significant challenge. Here, we propose a nanowire cavity based on quasi-bound states in the continuum formed by the strong coupling of two resonant optical modes. We numerically predict this design to support a cavity mode with 4 nm bandwidth and a Purcell enhancement of $\sim$17. This cavity mode enables a directional far-field emission profile (88% overlap with a Gaussian) with a light extraction efficiency of $\sim$74%. Our solution opens up a route for generating entangled photon pairs with enhanced extraction efficiency and single-photon indistinguishability for the practical realization of quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークには、オンデマンドの絡み合った光子の明るい源が必要である。 サイト選択されたナノワイヤ導波路内の単一量子ドットは、そのようなソースを実現するための有望な候補である。 しかし、そのようなソースは、量子ネットワークにおける適用性を制限し、単一の光子の不識別性に結びついている。 量子ドットベースの絡み合った光子源における単一光子の不識別性を高めるための一般的なアプローチは、ブロードバンド光キャビティを実装することである。 指向性エミッションや広い運用帯域,光抽出効率といったナノワイヤの利点を保ちながら,高パーセルキャビティを実現することは大きな課題である。 本稿では,2つの共振光モードの強い結合によって形成される連続体における準有界状態に基づくナノワイヤキャビティを提案する。 4nm帯のキャビティモードと$\sim$17のPurcell拡張をサポートするために,この設計を数値的に予測する。 このキャビティモードは、光抽出効率が$\sim$74%の指向性遠方界放出プロファイル(88%がガウシアンと重なり合う)を可能にする。 提案手法は,量子ネットワークの実現に向けて,抽出効率と単一光子識別性を向上した絡み合った光子対を生成するための経路を開く。

関連論文リスト

• Integrated polarization-entangled photon source for wavelength-multiplexed quantum networks [49.82426139329382]
  薄膜ニオブ酸リチウム(TFLN)上における簡易だが高効率なオンチップ偏光共役光子対光源について述べる。 本装置では, 単一ナノフォトニック導波路におけるタイプ0とタイプIの自発的パラメトリックダウンコンバージョンを逐次サポートする2つの準位相マッチング(D-QPM)を用いる。 最大50kmの大都市ファイバリンク上に展開する4ユーザ量子ネットワークにおいて,波長多重絡み合い分布を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-27T18:30:01Z)
• On-demand generation of entangled photons pairs in the telecom O-band from nanowire quantum dots [0.0]
  テレコム波長におけるオンデマンド光子対は、量子通信に不可欠である。 我々は、サイト制御ナノワイヤ量子ドットに基づく通信Oバンドにおいて、高い忠実度を持つ光子対のオンデマンド明るい光源を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-02-19T19:53:24Z)
• High-rate sub-GHz linewidth bichromatic entanglement source for quantum networking [59.191830955730346]
  本研究では,ダイヤモンド中の4波長混合に基づく熱的ルビジウム蒸気中の絡み合い源について検討した。 我々は、以前報告された原子源よりも桁違いに高い107, /s$以上の繊維内絡み合ったペア生成率を達成することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-11T21:19:30Z)
• Ultrabright and narrowband intra-fiber biphoton source at ultralow pump power [51.961447341691]
  高輝度の非古典的な光子源は、量子通信技術の鍵となる要素である。 ここでは,中空コアファイバ内の低温原子の光密度アンサンブルに自発4波混合を用いることで,狭帯域非古典光子対の生成を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-10T09:04:15Z)
• Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one hole of a photonic crystal cavity [47.187609203210705]
  一次元で自由なSi$_3$N$_4$ベースのフォトニック結晶キャビティ内にSiV$-$含ナノダイアモンドを含むハイブリッド量子フォトニクスを示す。 結果として生じる光子フラックスは、自由空間に比べて14倍以上増加する。 結果は、ナノダイアモンドのSiV$-$-中心を持つハイブリッド量子フォトニクスに基づいて量子ネットワークノードを実現するための重要なステップである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-21T17:22:25Z)
• Tunable quantum photonics platform based on fiber-cavity enhanced single photon emission from two-dimensional hBN [52.915502553459724]
  本研究では, 化学気相蒸着により成長する多層hBNの欠陥中心と繊維系ファブリペロキャビティからなるハイブリッドシステムを提案する。 キャビティファンネリングにより, 最大50倍, 等強度のライン幅狭帯域化を実現した。 我々の研究は、実用的な量子技術において、繊維ベースのキャビティと結合した2次元材料を配置する上で重要なマイルストーンとなる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-23T14:20:46Z)
• Single Photon Sources with Near Unity Collection Efficiencies by Deterministic Placement of Quantum Dots in Nanoantennas [3.6654842121350257]
  本研究では,単一独立量子エミッタを空間的精度で直接位置決めする方法を提案する。 また、オンデマンド単一光子放射に非架橋高量子収率量子ドット(QD)を用いる。 このアプローチを併用すると、単一の光子の85%のコレクション効率が、0.5の低いNAとなる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-23T15:05:23Z)
• 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)
• On-chip deterministic operation of quantum dots in dual-mode waveguides for a plug-and-play single-photon source [0.0]
  コヒーレント単一光子の決定論的源は量子情報処理の可能な装置である。 導波路を介してQDを決定論的に励起できる新しいナノフォトニックデバイスを提案する。 高純度を同時に達成するコヒーレント単一光子源を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-29T08:09:53Z)

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。