論文の概要: A scalable chip-integrated single-photon source array based on 50 individually addressable neutral atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.15637v1
- Date: Sun, 16 Aug 2026 09:02:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.370141
- Title: A scalable chip-integrated single-photon source array based on 50 individually addressable neutral atoms
- Title（参考訳）: 50個の個別に対応可能な中性原子に基づくスケーラブルチップ集積単一光子源アレイ
- Abstract要約: 50個の個別アドレス可能な8,7mathrmRb$原子をベースとしたチップインタフェース単一光子源アレイ。
ガラス導波路ファンアウトは、光ツイーザーアレイのSI5マイクロmピッチを、商用繊維アレイのSI127マイクロmピッチに変換する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.909754787665406
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Scalable arrays of identical single-photon sources are a central resource for photonic quantum information processing, quantum networks and quantum metrology. Neutral atoms provide intrinsically identical emitters that can be assembled and rearranged in optical tweezers, but a many-channel fiber interface to individually trapped atoms has remained a major technical challenge. Here we demonstrate a chip-interfaced single-photon source array based on 50 individually addressable $^{87}\mathrm{Rb}$ atoms. A glass waveguide fan-out converts the \SI{5}{\micro m} pitch of the optical-tweezer array to the \SI{127}{\micro m} pitch of a commercial fiber array, mapping each atom to its own waveguide, fiber and single-photon detector. We resolve all 50 channels with an average nearest-neighbor cross-talk of $0.4\%$ and a uniform insertion loss of \SI{2.9}{dB}, and verify single-photon emission with $g^{(2)}(0)=0.29$, presently limited by detector dark counts and residual cooling-light scattering. Combining per-channel atom discrimination, rearrangement and reservoir replenishment, we prepare source subarrays of up to 24 atoms with a $93\%$ fill fraction. For small target numbers, atom loss is repaired from the reservoir at the detection-limited rate of \SI{118}{Hz}. We further fabricate a 784-channel waveguide chip, showing that the photonic interface can be extended well beyond the present number. This architecture establishes a fiber-native neutral-atom platform for larger arrays of identical single-photon sources.
- Abstract（参考訳）: 同一の単一光子源のスケーラブルアレイは、フォトニック量子情報処理、量子ネットワーク、量子メトロジーの中心的な資源である。
ニュートラル原子は内在的に同一のエミッタを提供し、光学的ツイーザーで組み立て、再配置することができるが、個別に閉じ込められた原子への多チャネル繊維界面は大きな技術的課題である。
ここでは、50個の個別アドレス可能な$^{87}\mathrm{Rb}$原子に基づくチップインタフェースの単一光子源アレイを実証する。
ガラス導波路ファンアウトは、光ツイーザーアレイの \SI{5}{\micro m} ピッチを商用繊維アレイの \SI{127}{\micro m} ピッチに変換し、各原子を独自の導波路、ファイバーおよび単光子検出器にマッピングする。
我々は、平均最寄りのクロストークが0.4 %$で、均一な挿入損失が \SI{2.9}{dB} である50のチャンネルを全て解決し、g^{(2)}(0)=0.29$で単光子放射を検証する。
チャネル当たりの原子の識別,再配置,貯水池の補充を組み合わせることで,最大24個の原子のサブアレイを9,3%のフィリング率で作成する。
小さなターゲット数に対して、原子の損失は、検出限界速度 \SI{118}{Hz} で貯水池から修復される。
さらに、784チャネルの導波路チップを作製し、フォトニックインターフェースが現在の数よりはるかに拡張可能であることを示す。
このアーキテクチャは、同一の単一光子源のより大きな配列に対して、ファイバーネイティブな中性原子プラットフォームを確立する。
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