論文の概要: Fully passive monolithic silicon quantum photonic circuit for entangled photon-pair generation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.29420v1
- Date: Thu, 24 Sep 2026 11:42:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-28 18:27:51.054065
- Title: Fully passive monolithic silicon quantum photonic circuit for entangled photon-pair generation
- Title（参考訳）: 光子対生成のための完全受動シリコン量子フォトニック回路
- Abstract要約: 集積量子フォトニック回路は、量子情報システムのスケーラビリティを実現するための重要な技術である。
ここでは、コンポーネントをアクティブにチューニングすることなく、完全に統合されたシリコン量子光子対ソースを動作させることを実証する。
- 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 quantum photonic circuits are a key enabling technology for the scalability of quantum information systems. Among the available platforms, silicon photonics offers an unrivalled capability for the large-scale integration of photonic components within compact footprints. However, the strong index contrast that enables ultra-compact silicon devices also makes them highly sensitive to fabrication imperfections. As circuit complexity increases, active tuning is generally required to maintain spectral alignment among the different components, leading to significant power consumption that ultimately limit scalability. Here, we demonstrate a fully integrated silicon quantum photon-pair source operating without active tuning of any component. The circuit combines photon-pair generation in a micro-ring resonator, pump rejection using Bragg filters, and signal/idler demultiplexing through modal add-drop filters with building blocks engineered to minimize sensitivity to fabrication variations. The resulting circuit achieves excellent experimental quantum performance. Coincidence rates up to 4000 counts s^-1 with coincidence-to-accidental ratios as high as 100 are obtained across the generated spectrum, while separate two-photon interference measurements yield raw visibilities exceeding 93% for individually selected ITU wavelength-channel pairs. By eliminating the need for active spectral tuning while maintaining high quantum performance, this work addresses a major bottleneck in the scaling of complex silicon quantum photonic circuits.
- Abstract（参考訳）: 集積量子フォトニック回路は、量子情報システムのスケーラビリティを実現するための重要な技術である。
利用可能なプラットフォームの中で、シリコンフォトニクスは、コンパクトなフットプリント内でのフォトニクスコンポーネントの大規模な統合のための非競合機能を提供する。
しかし、超コンパクトシリコンデバイスを可能にする強力なインデックスコントラストは、製造不完全性に非常に敏感である。
回路の複雑さが増大するにつれて、様々なコンポーネント間のスペクトルアライメントを維持するために、アクティブチューニングが要求される。
ここでは、コンポーネントをアクティブにチューニングすることなく、完全に統合されたシリコン量子光子対ソースを動作させることを実証する。
この回路は、マイクロリング共振器における光子対生成、ブラッグフィルタを用いたポンプ拒絶、および信号/イドラーデマルチプレプレックスを、製造変動に対する感度を最小化するために設計されたビルディングブロックと組み合わせている。
得られた回路は、優れた実験量子性能を達成する。
一致率4000のs^-1と一致頻度100のs^-1が生成スペクトル全体で得られ、分離された2光子干渉測定により、個別に選択されたITU波長チャネル対に対して93%以上の原振動率が得られる。
高い量子性能を維持しながらアクティブなスペクトルチューニングを不要にすることで、この研究は複雑なシリコン量子フォトニック回路のスケーリングにおける大きなボトルネックに対処する。
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