論文の概要: Single-photon polarization tomography with an integrated metal-superconductor nanowire array
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.06047v1
- Date: Tue, 07 Jul 2026 09:25:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-08 21:24:51.467284
- Title: Single-photon polarization tomography with an integrated metal-superconductor nanowire array
- Title（参考訳）: 集積金属超伝導ナノワイヤアレイを用いた単一光子偏光トモグラフィ
- Abstract要約: 本報告では, 固有の全偏光選択性を有するモノリシックな, 自己整合性金属超伝導ナノワイヤ単光子検出器(M-SNSPD)について述べる。
金ナノワイヤ(NbTiN超伝導ナノワイヤ)は、NbTiNの共鳴吸収を誘導する偏光選択型プラズモニックメタマテリアルとして機能する。
4画素アレーに配置することで、4つの偏光に同時投影し、アンサンブル平均忠実度が98%を超える連続偏光状態トモグラフィーを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.6222821402819343
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Light polarization is a primary degree of freedom for encoding quantum information. The scaling up of photonic quantum networks and computer architecture depends crucially on its precise characterization. This is typically achieved by placing external waveplates, polarizers, moving mounts, and recently metasurfaces, on top of the detectors. All these solutions complicate integration and scaling. Here we break convention with traditional architecture and present a monolithic, self-aligned metal-superconductor nanowire single photon detector (M-SNSPD) possessing intrinsic full polarization selectivity. Gold nanowires, co-fabricated atop NbTiN superconducting nanowires within the same lithographic footprint, act as polarization-selective plasmonic metamaterials inducing resonant absorption in the NbTiN. U-shaped wires provide linear polarization selectivity, while S-shaped meanders distinguish circular polarization, while retaining the high-count rates and low dark count rates of conventional SNSPDs. By arranging them into a four-pixel array we realize simultaneous projection onto four polarizations and demonstrate continuous polarization state tomography with an ensemble average fidelity exceeding 98%. Our approach opens new avenues towards scalable detector arrays with integrated plasmonic functionalities, for single photon polarimetry, imaging and spectroscopy.
- Abstract（参考訳）: 光偏光は量子情報を符号化するための主要な自由度である。
フォトニック量子ネットワークとコンピュータアーキテクチャのスケールアップは、その正確な特性に大きく依存する。
これは典型的には、外部の波面、偏光子、動くマウント、そして最近の準曲面を検出器の上に配置することで達成される。
これらのソリューションは統合とスケーリングを複雑にします。
ここでは、従来のアーキテクチャとの慣習を破り、本質的な全偏光選択性を有するモノリシックな自己整合型金属超伝導ナノワイヤ単光子検出器(M-SNSPD)を提示する。
金ナノワイヤ(NbTiN超伝導ナノワイヤ)は、NbTiNの共鳴吸収を誘導する偏光選択型プラズモニックメタマテリアルとして機能する。
U字型ワイヤは線形偏光選択性を持ち、S字型メアンダは円偏光を区別する一方で、従来のSNSPDの高数レートと低暗数レートを維持している。
4画素アレーに配置することで、4つの偏光に同時投影し、アンサンブル平均忠実度が98%を超える連続偏光状態トモグラフィーを示す。
我々のアプローチは、単一光子分極法、イメージング、分光法のために、プラズモニック機能を統合したスケーラブルな検出器アレイへの新たな道を開く。
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