論文の概要: Coupled integrated photonic quantum memristors using a single photon source made of a colour center
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.14736v1
- Date: Mon, 16 Feb 2026 13:25:53 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-17 16:22:50.431583
- Title: Coupled integrated photonic quantum memristors using a single photon source made of a colour center
- Title（参考訳）: 色中心からなる単一光子源を用いた結合型フォトニック量子メムリスタ
- Authors: Alessio Baldazzi, Roy Philip George Konnoth Ancel, Sebastiano Guaraldo, Xuan Chen, Ziad Abi Akar, Regis Deturche, Stefano Azzini, Christophe Couteau, Lorenzo Pavesi,
- Abstract要約: フォトニック量子メムリスタは、非線形および歴史に依存した量子力学への測定誘起経路を提供する。
ここでは、2つの結合したフォトニック量子メムリスタのネットワークと交差したフィードバックを実験的に実現し、特徴付ける。
この結果から, 拡張性のある非線形構造ブロックとして集積化フォトニック量子メムリスタが確立された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.552533024727942
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Photonic quantum memristors provide a measurement-induced route to nonlinear and history-dependent quantum dynamics. Experimental demonstrations have so far focused on isolated devices or simple cascaded devices configurations. Here, we experimentally realize and characterize a network of two coupled photonic quantum memristors with crossed feedback, implemented on a silicon nitride photonic integrated circuit and fed by a room-temperature single-photon source based on a silicon-vacancy color center SiV$^-$ in a nanodiamond. Each memristor consists of an integrated Mach-Zehnder interferometer whose transfer function is adaptively updated by photon detection events on another memristor, thus generating novel non-Markovian input-output dynamics with an enhanced memristive behaviour compared to single devices. In particular, we report inter-memristor input-output hysteresis curves exhibiting larger form factors and displaying self-intersecting loops, respectively revealing marked bistability and topologically non-trivial memory dynamics. Furthermore, numerical simulations show how these features emerge from the interplay between memory depth and relative input phase, for both intra- and inter-memristor input-output relations. Our results establish coupled integrated photonic quantum memristors as scalable nonlinear building blocks and highlight their potential for implementing compact quantum neuromorphic and reservoir computing architectures.
- Abstract（参考訳）: フォトニック量子メムリスタは、非線形および歴史に依存した量子力学への測定誘起経路を提供する。
これまで実験では、孤立したデバイスや単純なカスケードデバイスの構成に重点を置いてきた。
そこで我々は, 窒化ケイ素フォトニック集積回路上に実装され, シリコン空調色中心SiV^-$に基づく室温単一光子源によって供給される2つの結合型フォトニック量子メムリスタのネットワークを, クロスフィードバックで実験的に実現し, 特徴付ける。
各メムリスタは、他のメムリスタ上の光子検出イベントによって伝達関数が適応的に更新される統合されたマッハ・ツェンダー干渉計から成り、単一のデバイスと比較して、新しい非マルコフ入力出力ダイナミクスを生成する。
特に,入力入力ヒステリシス曲線は,より大きな形状因子を示し,自己交差ループを呈し,それぞれ顕著な不安定性とトポロジカルに非自明な記憶ダイナミクスを示す。
さらに,これらの特徴がメモリ深度と相対入力位相の相互作用から出現することを示す数値シミュレーションを行った。
本研究は, 集積化フォトニック量子メムリスタをスケーラブルな非線形構造ブロックとして確立し, コンパクトな量子ニューロモルフィックおよび貯水池計算アーキテクチャの実装の可能性を強調した。
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