論文の概要: Integrated time-bin entangled quantum light source on a 4H-SiC microring chip
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.18124v1
- Date: Mon, 18 May 2026 09:30:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-19 17:57:49.226886
- Title: Integrated time-bin entangled quantum light source on a 4H-SiC microring chip
- Title（参考訳）: 4H-SiCマイクロリングチップ上の集積時間ビン絡み量子光源
- Authors: Hong Zeng, Bing-Cheng Yang, Yun-Ru Fan, Li-Ping Zhou, Cheng-Li Wang, Bo-Wen Chen, Ai-Lun Yi, Yong Geng, Guang-Wei Deng, You Wang, Hai-Zhi Song, Jun-Tao Zhang, Hao Li, Li-Xing You, Zi-Hao Zhan, Kai Guo, Xin Ou, Guang-Can Guo, Qiang Zhou,
- Abstract要約: 共振器強化非線形光学プロセスを用いた時間双絡光子対光源は、量子情報技術にとって不可欠である。
4H-ケイ素炭化物プラットフォームを用いたマイクロリング共振器の非線形特性と形状を最適化した。
デバイスは1.35$times$107 s-1 mW-2の時間結合光子対発生率を達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.136236279639004
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Integrated time-bin-entangled photon-pair source with cavity-enhanced nonlinear optical processes is essential for quantum information technologies. However, microcavities with a high quality factor inherently introduce a trade-off between generation efficiency and photon bandwidth, which hinders the development of high-speed quantum networks with an integrated source. Here, we address this challenge by optimizing the nonlinearity property of the material and the geometry of the integrated microring resonator with a 4H-silicon carbide platform. Operating at a loaded quality factor of 1.9 $\times$ 10^5 - spectral bandwidth of 1.0 GHz and pumped with 300-ps double pulses separated by 1.25 ns at a repetition rate of 160 MHz, the device achieves a time-bin-entangled photon-pair generation rate of 1.35 $\times$ 10^7 s^-1 mW^-2. A raw visibility of 95.55 $\pm$ 0.18% is measured, showing a violation of Bell's inequality by more than 138 standard deviations, and a fidelity of 94.37 $\pm$ 0.22% is obtained by quantum state tomography. These results provide a scalable pathway to an efficient and broadband time-bin entangled quantum light source, overcoming intrinsic limitations of cavity-based designs and advancing integrated platforms for future quantum communication networks.
- Abstract（参考訳）: 共振器強化非線形光学プロセスを用いた時間双絡光子対光源は、量子情報技術にとって不可欠である。
しかし、高品質な要素を持つマイクロキャビティは本質的に、生成効率と光子帯域のトレードオフをもたらすため、統合されたソースを持つ高速量子ネットワークの開発を妨げている。
本稿では, 4H-ケイ素炭化物プラットフォームを用いたマイクロリング共振器の非線形特性と形状を最適化することにより, この課題に対処する。
ロードされた品質係数1.9$\times$10^5 – 1.0GHzのスペクトル帯域を有し、160MHzの繰り返し速度で1.25 nsで分離された300-psのダブルパルスでポンプされる装置は、1.35$\times$10^7 s^-1 mW^-2を達成する。
95.55$\pm$0.18%の生の可視性が測定され、ベルの不等式が138以上の標準偏差で破られ、94.37$\pm$0.22%の忠実度が量子状態トモグラフィーによって得られる。
これらの結果は、キャビティベースの設計の本質的な限界を克服し、将来の量子通信ネットワークのための統合プラットフォームを進化させる、効率的でブロードバンドな時間ビン絡み合った量子光源へのスケーラブルな経路を提供する。
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