論文の概要: Integrated nanophotonic platform for on-chip quantum emitter interactions and entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.24090v1
- Date: Fri, 27 Feb 2026 15:26:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-02 19:48:24.487474
- Title: Integrated nanophotonic platform for on-chip quantum emitter interactions and entanglement
- Title（参考訳）: オンチップ量子エミッタ相互作用と絡み合いのための集積ナノフォトニックプラットフォーム
- Authors: Yinhui Kan, Shailesh Kumar, Xujing Liu, Antonio I. Fernández-Domínguez, Sergey I. Bozhevolnyi,
- Abstract要約: 固体量子エミッタ(QEs)間の絡み合いは、フォトニック量子技術の鍵となる資源である。
本稿では,超コンパクトなナノフォトニックアーキテクチャによる長距離QE-QE相互作用の仲介を可能にする前方設計プラットフォームを提案する。
本研究では, 素基板と比較してエネルギー伝達速度の大幅な向上と抑制を実験的に実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7611870296994722
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Entanglement between solid-state quantum emitters (QEs) is a key resource for photonic quantum technologies. Achieving such entanglement requires strong and controllable long-range interactions between QEs. However, engineering such coupling remains challenging, particularly for on-chip distant solid-state QEs. Here, we introduce a forward-designed platform that enables ultracompact nanophotonic architectures to mediate enhanced long-range QE-QE interactions via engineered surface plasmon polariton interference. Using this strategy, we realize two distinct configurations: a phase-conjugated elliptic design for energy funneling, and a co-radiating hyperbolic design for its suppression. We experimentally demonstrate large enhancement and suppression of energy transfer rates compared to bare substrates. Furthermore, we predict transient entanglement between spatially separated QEs with concurrence peaking at 0.493, approaching the theoretical bound in the transient regime. Extending to the multi-QE case, we observe enhanced energy funneling and predict QE-QE entanglement in three-QE configurations. These results establish a compact and scalable framework for on-chip entanglement engineering in integrated quantum nanophotonic systems.
- Abstract（参考訳）: 固体量子エミッタ(QEs)間の絡み合いは、フォトニック量子技術の鍵となる資源である。
このような絡み合いを達成するには、QE間の強く制御可能な長距離相互作用が必要である。
しかし、このような結合は、特にチップ上の遠隔固体QEにとって、依然として困難である。
本稿では,超コンパクトなナノフォトニックアーキテクチャを用いて,表面プラズモン偏光子干渉による長距離QE-QE相互作用を仲介する前方設計プラットフォームを提案する。
この戦略を用いることで、エネルギーファンネリングのための相共役楕円型設計と、その抑制のための共放射型双曲型設計の2つの異なる構成を実現する。
本研究では, 素基板と比較してエネルギー伝達速度の大幅な向上と抑制を実験的に実証した。
さらに,空間的に分離されたQE間の時間的絡み合いを0.493で予測し,その理論的境界に近づいた。
マルチQEの場合を拡張して、強化されたエネルギー漏えいを観察し、3-QE構成におけるQE-QE絡みを予測した。
これらの結果は、集積量子ナノフォトニクスシステムにおけるオンチップエンタングルメントエンジニアリングのためのコンパクトでスケーラブルなフレームワークを確立する。
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