論文の概要: Single-photon emitters and spin-photon interfaces in silicon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.02201v2
- Date: Tue, 03 Mar 2026 19:11:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-05 14:47:28.882873
- Title: Single-photon emitters and spin-photon interfaces in silicon
- Title（参考訳）: シリコンにおける単一光子放出体とスピン光子界面
- Authors: Kilian Sandholzer, Ian Berkman, Peter Deák, Carlos Errando-Herranz, Petros-Panagis Filippatos, Adam Gali, Andreas Gritsch, Andreas Reiserer,
- Abstract要約: レビューでは、ナノフォトニックシリコン構造における色中心とエルビウムのドーパントに基づく、コヒーレントな単一光子源とスケーラブルなスピン光子インターフェースへのオープンな挑戦について要約する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Single photons enable the distribution of quantum information over large distances and thus play a major role in quantum technologies such as communication and computing. Solid-state emitters are practical and efficient sources of single photons that can be manufactured in large numbers. When combined with a spin, the resulting spin-photon interfaces can store quantum states for extended periods and serve as the basis for quantum networks and repeaters. Among the many host materials explored over the past few decades, silicon stands out for its advanced nanofabrication, the maturity of its integrated photonics and microelectronics, and its high isotopic purity, which leads to exceptionally long spin coherence. These properties position silicon single-photon emitters and spin-photon interfaces among the most promising hardware platforms for implementing quantum networks and distributed quantum information processors. This review summarizes the current state of the art and open challenges towards coherent single-photon sources and scalable spin-photon interfaces based on color centers and erbium dopants in nanophotonic silicon structures.
- Abstract（参考訳）: 単一光子は、広範囲にわたる量子情報の分配を可能にし、通信や計算などの量子技術において重要な役割を果たす。
固体エミッタは、多量に製造できる単一の光子の実用的で効率的な源である。
スピンと組み合わせると、結果として生じるスピン光子インターフェースは、長期にわたって量子状態を保存することができ、量子ネットワークとリピータの基礎として機能する。
過去数十年にわたって調査されてきた多くのホスト物質の中で、シリコンはナノファブリケーションの進歩、集積フォトニクスとマイクロエレクトロニクスの成熟、そして高い同位体純度で、非常に長いスピンコヒーレンスをもたらす。
これらの特性は、量子ネットワークと分散量子情報プロセッサを実装する最も有望なハードウェアプラットフォームの中で、シリコン単光子エミッタとスピン光子インターフェースを位置づけている。
このレビューは、ナノフォトニックシリコン構造における色中心とエルビウムのドーパントに基づく、コヒーレントな単一光子源とスケーラブルなスピン光子インターフェースに対する現在の最先端かつオープンな課題を要約する。
関連論文リスト
- Spin-photon Qubits for Scalable Quantum Network [2.0468578135771764]
1260-1675nm帯で動作する通信帯域のスピンフォトニック量子ビットは、長距離量子通信に適している。
本研究では,固体プラットフォームにおける最先端スピンフォトニック量子ビットについて検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-12-06T04:28:26Z) - Many-Body Entanglement in Solid-State Emitters [50.42772741736797]
固体量子エミッタ(QE)やナノフォトニクスの最近の進歩は、量子フォトニクス技術の展望を変えつつある。
QEと光子間の多体相互作用は、堅牢なコヒーレンスと制御可能な多体絡み合いを実現する。
これらの絡み合った状態は、量子計算、センシング、シミュレーションに有効である。
固体プラットフォームにおける内在的不均一性とデコヒーレンスは、そのような複雑な絡み合った状態を実現するための重要な課題を提起する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-11-25T19:39:32Z) - Optical single-shot readout of spin qubits in silicon [41.94295877935867]
シリコンナノファブリケーションは、統合とアップスケーリングにユニークな利点を提供する。
小さなスピン量子レジスタは誤り訂正しきい値を超えており、大きな量子コンピュータとの接続は顕著な課題である。
ナノフォトニック共振器におけるエルビウムドーパントをベースとした高効率スピン光子インタフェースを実装した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-08T18:30:21Z) - All-Optical Spin Initialization via a Cavity Broadened Optical
Transition in On-Chip Hybrid Quantum Photonics [33.607979748917465]
ハイブリッド量子フォトニクスシステムは古典的フォトニクスを量子世界と結び付け、効率的な光マター量子インタフェースを提供することを約束する。
我々は、窒化ケイ素フォトニック結晶キャビティに結合したナノダイヤモンドにおいて、負電荷のシリコン空孔中心の電子スピンの全光学的読み出しを示す。
この結果は, 量子ネットワーク, 量子通信, 分散量子計算を応用した, 窒化ケイ素フォトニクスとシリコン空孔中心の電子スピンに基づくハイブリッドスピン光子界面の実現に向けた重要な一歩となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-29T18:03:11Z) - Purcell enhancement of single-photon emitters in silicon [68.8204255655161]
通信光子に結合された個々のスピンは、分散量子情報処理にユニークな約束を提供する。
我々は、エルビウムドーパントをナノフォトニックシリコン共振器に統合して、そのようなインタフェースを実装した。
78倍のパーセル増倍率を持つ光学ラビ発振と単一光子放射を観測した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-18T19:38:38Z) - Tunable photon-mediated interactions between spin-1 systems [68.8204255655161]
我々は、光子を媒介とする効果的なスピン-1系間の相互作用に、光遷移を持つマルチレベルエミッタを利用する方法を示す。
本結果は,空洞QEDおよび量子ナノフォトニクス装置で利用可能な量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T14:52:34Z) - Quantum Information Processing With Integrated Silicon Carbide Photonics [0.0]
広帯域ギャップ半導体における色中心は、固体量子技術の顕著な候補である。
フォトニックデバイスに統合されたケイ素カーバイドカラーセンターは、量子情報処理の幅広い応用にまたがる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-30T01:30:26Z) - Multidimensional cluster states using a single spin-photon interface
coupled strongly to an intrinsic nuclear register [48.7576911714538]
フォトニッククラスター状態は、測定ベースの量子コンピューティングと損失耐性量子通信のための強力なリソースである。
核レジスタに強く結合した1つの効率的なスピン光子インタフェースを用いた多次元格子クラスター状態の生成を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-26T14:41:01Z) - Room temperature single-photon emitters in silicon nitride [97.75917079876487]
二酸化ケイ素基板上に成長した窒化ケイ素(SiN)薄膜における室温単一光子放射体の初観測について報告する。
SiNは近年、集積量子フォトニクスの最も有望な材料として登場し、提案されたプラットフォームは、量子オンチップデバイスのスケーラブルな製造に適している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-16T14:20:11Z) - Optical observation of single spins in silicon [0.0]
我々は、集積シリコンフォトニック構造において、個別に対応可能な数十万ドルの光子スピン量子ビットを生成する。
これらの結果は、シリコン集積通信バンド量子情報ネットワークを構築する即時機会を解放する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-13T00:20:55Z) - 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)
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。