論文の概要: Quantum light source with lithium tantalate for scalable photonic quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.01657v1
• Date: Mon, 01 Jun 2026 04:09:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-02 21:34:29.967271
• Title: Quantum light source with lithium tantalate for scalable photonic quantum circuits
• Title（参考訳）: 拡張性フォトニック量子回路のためのタンタル酸リチウムを用いた量子光源
• Authors: Yun-Ru Fan, Bo-Wen Chen, Dan Xu, Cheng-Li Wang, Hong Zeng, Jia-Qi Wang, Xu-Qiang Wang, Jia-Chen Cai, Hai-Zhi Song, Hao Li, Li-Xing You, Yan-Yu Wei, Kai Guo, Xin Ou, Guang-Can Guo, Qiang Zhou,
• Abstract要約: 薄膜タンタル酸リチウム(T)は有望な集積フォトニックプラットフォームとして出現している。 自然発生4波混合によるTによる最初の量子光源の実証を行った。 製造されたマイクロリングは350GHzの自由スペクトル範囲を持ち、光学品質係数は106ドルである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.029440798522312
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Thin-film lithium tantalate (TFLT) has emerged as a promising integrated photonic platform owing to its low photorefractive noise, high optical damage threshold, and reduced birefringence, attracting increasing interest for scalable photonic technologies. Here, to the best of our knowledge, we demonstrate the first quantum light source with TFLT via spontaneous four-wave mixing, bridging the gap between the rapidly advancing classical TFLT ecosystem and integrated quantum photonics. The fabricated microring exhibits a free spectral range of 350~GHz and an optical quality factor of $10^6$, enabling efficient cavity-enhanced nonlinear interactions. Correlated photon pairs are generated across the telecom band from 1510 to 1570~nm, with a photon pair generation rate of 24 $\mathrm{MHz/mW^{2}}$ at a wavelength of 1535.04 nm. The source delivers strongly antibunched heralded single photons with $g^{(2)}_{H}(0)=0.071\pm0.004$ at a heralding rate of 170 kHz, while the unheralded statistics yield $g^{(2)}(0)=1.93 \pm 0.05$, indicating near-single-temporal-mode emission. Energy-time entanglement is further confirmed by a raw two-photon interference visibility of $92.55\pm0.94\%$, well above the Bell-inequality violation threshold. These results establish TFLT as a manufacturing-compatible platform for scalable photonic quantum circuits, paving the way for the monolithic co-integration of classical and quantum photonic functionalities.
• Abstract（参考訳）: 薄膜タンタル酸リチウム(TFLT)は、低フォトリフラクティブノイズ、高い光損傷閾値、複屈折率の低減により、将来性のあるフォトニックプラットフォームとして出現し、スケーラブルなフォトニック技術への関心が高まっている。 ここでは、我々の知る限り、TFLTを用いた最初の量子光源を自発的な4波混合により示し、急速に進歩する古典的なTFLTエコシステムと統合された量子フォトニクスのギャップを埋める。 作製されたマイクロリングは、350〜GHzのフリースペクトル範囲と光学的品質係数10^6$を示し、キャビティ強化された非線形相互作用を実現する。 関連する光子対は1510から1570〜nmの範囲で生成され、光子対生成レートは24$\mathrm{MHz/mW^{2}}$は1535.04nmである。 情報源は、強い反有界な単光子に$g^{(2)}_{H}(0)=0.071\pm0.004$を約170kHzで供給し、非有界統計は$g^{(2)}(0)=1.93 \pm 0.05$を出力し、ほぼ単一時間モードの放出を示す。 エネルギー時間の絡み合いは、ベル不品質違反閾値よりもはるかに高い92.55\pm0.94\%$の生の2光子干渉可視性によってさらに確認される。 これらの結果は、TFLTをスケーラブルなフォトニック量子回路のための製造互換プラットフォームとして確立し、古典的および量子フォトニック関数のモノリシックな統合の道を開いた。

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