論文の概要: Quantum memory on a nanophotonic silicon chip
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.00138v1
- Date: Tue, 31 Mar 2026 18:46:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-09 14:57:01.755227
- Title: Quantum memory on a nanophotonic silicon chip
- Title（参考訳）: ナノフォトニックシリコンチップ上の量子メモリ
- Authors: Stephan Rinner, Jonas Schmitt, Kilian Sandholzer, Andreas Reiserer,
- Abstract要約: 集積フォトニック回路は量子技術に大きな可能性を秘めている。
多くの想定されたアプリケーションは、プログラム可能な遅延、コンパクトなフットプリント、高忠実さを持つ効率的なオンチップ量子メモリを必要とする。
そこで我々は, ナノフォトニックファクトリーによるマルチウェーハ計画の一環として作製された, エルビウムドープシリコン導波路を用いて, このような記憶を実現する。
- 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: Integrated photonic circuits offer great promise for quantum technologies. However, due to the rapid propagation of light, many envisioned applications require efficient on-chip quantum memories with a programmable delay, compact footprint, and high fidelity. Implementing this based on standard semiconductor processing technology is an outstanding challenge. Here, we realize such memories using erbium-doped silicon waveguides, fabricated as part of a multi-wafer project by a nanophotonic foundry. We demonstrate light storage with a $44.2(9)\ \text{MHz}$ bandwidth and a programmable delay exceeding $1\ μ\text{s}$ in a device with a footprint of only $1.5\times 10^{-2}\ \text{mm}^2$, outperforming on-chip delay lines by many orders of magnitude. The phase of the read-out light field is preserved with a visibility of $91.3(30)\ \%$. The efficiency of $1.89(28)\times 10^{-8}$ can be improved in future devices through resonator enhancement and higher dopant concentrations. With this, the demonstrated approach will pave the way towards applications in photonic quantum computing based on scalable silicon processing technology.
- Abstract（参考訳）: 集積フォトニック回路は量子技術に大きな可能性を秘めている。
しかし、光の急速な伝播により、多くの想定されたアプリケーションは、プログラム可能な遅延、コンパクトなフットプリント、高忠実さを持つ効率的なオンチップ量子メモリを必要とする。
標準の半導体処理技術に基づく実装は、大きな課題である。
そこで我々は, ナノフォトニックファクトリーによるマルチウェーハ計画の一環として作製された, エルビウムドープシリコン導波路を用いて, このような記憶を実現する。
4.2(9)\ \text{MHz}$バンド幅と1\μ\text{s}$を超えるプログラマブル遅延を持つ光ストレージを、1.5ドルのフットプリントしか持たないデバイスで実証する。
読み出し光場の位相は、可視性911.3(30)\ \%$で保存される。
1.89(28)\times 10^{-8}$の効率は、共振器の強化とより高いドーパント濃度によって将来の装置で改善することができる。
これにより、実証されたアプローチは、スケーラブルなシリコン処理技術に基づくフォトニック量子コンピューティングの応用への道を開くことになる。
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