On-chip microwave-spin-plasmon interface (MSPI)
片上可扩展集成是实际量子器件的主要挑战。一个特别的挑战是实现钻石中自旋的片上光学读出。这种读出需要同时应用光场和微波场以及有效收集荧光。读出通常通过体光学器件和宏观微波传输结构来实现。我们实验证明了一个片上集成结构的氮空位（NV）自旋为基础的应用程序，在一个单一的材料层与一个图案化的步骤。具有多个NV中心的纳米金刚石位于在厚金膜中铣削的凹槽波导的端部。金膜携带微波控制信号，而槽波导作为荧光收集器，部分过滤掉泵浦激发。结果，器件尺寸和制造复杂性显著减小。我们的方法将促进在单片平台上进一步开发超紧凑的纳米级量子传感器和量子信息处理设备。基于NV中心的纳米级传感器是所开发的接口的最有前途的应用。
2019-05-16 physics.app-ph physics.optics quant-ph
On-chip quantum interference with heralded photons from two independent micro-ring resonator sources in silicon photonics
多源单光子之间的高可见度片上量子干涉是集成线性光学量子计算的关键前提。微环谐振器中的谐振增强自然能够在没有任何紧密光谱滤波的情况下产生更亮、更纯和更不可区分的单光子。来自多个微环谐振器的预示单光子的不可分辨性尚未在任何光子平台中测量。在这里，我们报告的芯片上的不可分辨性测量预示着单光子产生的独立的微环谐振器通过使用芯片上的马赫-曾德尔干涉仪和光谱解复用器。我们测得的原始预告双光子干涉条纹的可见度为72 +/-3%。这一结果与我们的模型一致，该模型包括器件缺陷、光谱杂质和多对发射。我们确定多对排放的主要因素限制的非经典干涉的可见性，并在未来的实验中实现接近统一的可见性的路线。
2018-08-07 quant-ph
Quantum random number generation using an on-chip nanowire plasmonic waveguide
该研究将片上纳米线等离子体波导集成到基于光到达时间的量子随机数生成装置中，实现了速率提升、尺寸缩小一个数量级的效果，验证了纳米等离子体器件集成的可行性，为紧凑可扩展的量子随机数生成提供了新方向。
2024-04-16 quant-ph
Two photon quantum interference in plasmonics - Theory and Applications
我们报道了在折叠Kretschmann几何中共振隧穿等离子体结构中具有接近统一可见度的完美双光子量子干涉。这是尽管在等离子体激元系统中吸收诱导的么正性损失。这种效应可以追溯到振幅反射系数和透射系数的平方之间的完全相消干涉。我们进一步强调了另一个显着的潜力，作为一个更好的分辨率相比，标准的光谱技术探针的符合测量。更精细的特征在角度分辨和频率分辨研究中都显示出来。
2013-10-25 physics.optics quant-ph
Quantum Tomography of the Photon-Plasmon Conversion Process in a Metal Hole Array
在过去的几十年里，量子等离子体激元学由于其在量子信息处理的片上等离子体激元器件中的潜在应用而成为一个活跃的研究领域。然而，基本的物理过程，即，光的量子态如何在光子-等离子体激元转换过程中演化还没有被清楚地理解。在这里，我们报告了一个完整的表征等离子体辅助非凡的光学传输过程中，通过量子过程层析成像。通过输入各种相干态与等离子体结构相互作用，并利用零差探测器探测输出态，我们重建了光子-等离子体转换过程的过程张量。提取了该过程的振幅和相位信息，解释了与等离子体耦合后量子光学态的演化。我们的实验演示构成了一个基本块，为未来的芯片上应用的量子等离子体激元电路。
2019-04-24 quant-ph
Near-infrared Hong-Ou-Mandel interference on a silicon quantum photonic circuit
在硅纳米光子定向耦合器中观察到了近红外Hong-Ou-Mandel量子干涉，其片上原始载流子浓度为90.5%。利用自注入锁定激光器泵浦，在双极化KTiOPO 4波导芯片中产生了1557 nm的双光子纠缠态，并进行了光子统计测量。有效的四端口耦合在通信C波段和高折射率对比度硅光子学平台的证明，与量子干涉可见性的理论预测相匹配。剩余的量子可见性缺陷的成分进行检查，支持的顺序触发的多对双光子贡献和可见性补偿技术的理论分析，对可扩展的高比特率量子信息处理和通信。
2012-12-03 physics.optics quant-ph
On-chip quantum interference between independent lithium niobate-on-insulator photon-pair sources
本研究基于绝缘体上铌酸锂集成光子芯片，实现了独立光子对源的高效产生与高可见度片上量子干涉，为大规模集成量子光子学及玻色采样、量子通信等应用提供了可行路径。
2024-04-12 physics.optics quant-ph
Observation of quantum interference in the plasmonic Hong-Ou-Mandel effect
我们报告的玻色子性质的表面等离子体激元（SPPs）的散射为基础的分束器的直接证据。使用参量下转换源产生两个不可分辨的光子，每个光子在金属条形波导上转换成SPP，然后通过半透明布拉格镜进行相互作用。在Hong-Ou-Mandel实验的等离子体模拟中，我们测量到了72%可见度的符合下降，这是一个关键的签名，表明SPP是玻色子，并且显然涉及量子干涉。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
High-Visibility Franson Interference Enabled by Passive Photonic Integrated Interferometers at Telecom Wavelengths
CNR–INO（意大利国家研究委员会-光学研究所）；Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Firenze（佛罗伦萨大学物理系）；European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS)（欧洲非线性光谱学实验室）；QTI srl（QTI有限公司）
利用PPLN波导光子对源与被动路径不平衡Mach-Zehnder干涉仪实现高可见性弗朗索特定量干涉，通过热调制实现相位扫描，获得高光谱可区分性光子对及97.1%干涉可见度。
2026-03-27 quant-ph
Reconfigurable on-chip entangled sources based on lithium-niobate waveguide circuits
集成量子光学是实现量子信息处理的必然趋势。在这里，我们报告了基于可重构锂离子波导电路的光子纠缠的片上产生和操纵。通过在波导干涉仪中引入周期性极化结构，产生两个相位可控的独立光子对源，并通过量子干涉级联，得到确定性分离的全同光子对。该状态的特点是能见度为92.9%的Hong-Ou-Mandel干涉。通过在片控制电光相移，实现了从双光子分离态到聚束态的连续变形。光子通量达到~1.4*10^7对nm-1 mW-1。我们的工作为不同光子源的片上工程提供了一种方案，并为完全集成的量子技术铺平了道路。
2014-04-01 physics.optics quant-ph
On-chip quantum interference between silicon photon-pair sources
大规模集成量子光子技术将需要相同光子源与可重构波导电路的片上集成。相对复杂的量子线路已经被证明，但很少有研究承认迫切需要将光子源和波导电路集成在芯片上。实现这种大规模量子技术的关键一步是在波导电路中集成两个单独的光子源，并展示它们之间的高可见度量子干涉。在这里，我们报告了一个绝缘体上的硅器件结合两个四波混频源，在干涉仪与可重构移相器。我们配置设备来创建和操纵双色（非简并）或同色（简并），路径纠缠或路径非纠缠光子对。我们观察到高达100.0+/-0.4%的可见度量子干涉片上，高达95+/-4%片外。我们的设备消除了对外部光子源的需求，为增加量子光子电路的复杂性提供了一条途径，并且是迈向完全集成量子技术的第一步。
2014-11-20 quant-ph
Integrated Quantum Controlled-NOT Gate Based on Dielectric-Loaded Surface Plasmon Polariton Waveguide
表面等离子体激元（SPP）可以很好地保持和传递纠缠光子的量子特性。因此，在等离子体芯片中进一步利用和操纵SPP的这种量子性质将是该领域科学家的下一个任务。在量子逻辑电路中，受控非（CNOT）门是关键的构建块。在这里，我们实现了第一个等离子体量子CNOT门与几个微米的足迹，通过利用一个单一的偏振相关分束器（PDBS）上的介质加载SPP波导（DLSPPW）制造。CNOT门的量子逻辑功能由平均保真度为的真值表表征。利用和的纠缠度证明了它将可分态转变为纠缠态的纠缠能力。基于DLSPPW的CNOT门具有良好的可集成性和可扩展性，将为量子信息科学开辟一条新的道路。
2014-08-09 physics.optics quant-ph
Light-matter interactions in chip-integrated niobium nano-circuit arrays at optical fibre communication frequencies
电子特性和光学响应之间的相互作用使得能够实现具有可调谐响应的新型材料。众所周知，超导体在电子结构中表现出与库珀对的形成相关的深刻变化，然而它们对光学区域中的电磁响应的影响在很大程度上尚未研究。光子学超材料为增强光-物质相互作用提供了新的机会，增强了细微效应对光学响应的影响。光子超材料和超导量子线路的结合将有可能推动量子计算和量子通信技术的发展。在此，我们在铌薄膜的端面上制作出亚波长的光子奈米光栅电路阵列，以增强光纤通讯频率下的光与物质的相互作用。我们发现，随着纳米光栅电路周期性的增加，光学共振向更长的波长移动，这表明光学光与器件的几何参数有明显的调制。接下来的突出的亚波长共振，我们发现第二个功能，包括相邻的倾角和峰值出现在附近的衍射条件Py= λ，对应于木材和瑞利异常的第一阶光栅衍射的波长略短。在这种紧凑和集成的纳米电路中观察到的可调谐等离子体光响应使得新型的基于超材料和等离子体的调制器、传感器和测辐射热计装置成为可能。
2021-06-22 physics.optics quant-ph
Coupling Quantum Emitters in WSe2 Monolayers to a Metal-Insulator-Metal Waveguide
将单光子发射器耦合到表面等离子体激元为芯片上量子光子学提供了通用的基础。然而，实现良好的耦合效率需要发射器相对于等离子体激元模式的位置和偶极取向两者的精确对准。我们演示了在2-D半导体，WSe 2自对准的银-空气-银，金属-绝缘体-金属波导中传播的表面等离子体激元的单发射器的耦合。波导在单层中产生应变引起的缺陷，其接近于表面等离子体激元模式，具有有利的偶极取向以用于最佳耦合。我们测量的平均增强率的自发发射的因素为1.89耦合的单缺陷的等离子体激元波导。这种结构提供了一种有效的方式耦合单光子发射器传播等离子体激元，这是实现芯片上的有源等离子体激元电路的重要一步。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Ultra-bright multiplexed energy-time entangled photon generation from lithium niobate on insulator chip
高通量纠缠光子源是量子光学研究和应用的关键光源。在这里，它是在隔离器上的锂氧化物（LNOI）芯片中实现的，具有2.79*10^11 Hz/mW的光子对速率和1.53*10^9 Hz/nm/mW的光谱亮度。与现有技术相比，这些数据提高了两个数量级以上。一个130 nm的宽带设计为8通道复用的能量-时间纠缠。利用高消光频率相关和高达99.17%可见度的Franson干涉，这种能量-时间纠缠复用进一步提高了高通量数据速率，并保证了芯片上量子信息处理的广泛应用。
2020-12-11 physics.optics quant-ph
Quantum Bus of Metal Nanowire with Surface Plasmon Polaritons
我们发展了一种利用等离子体电路的量子总线和自组装量子点中的自旋量子比特进行分布式量子计算的体系结构。两个遥远的自旋量子比特之间的确定性量子门可以通过使用绝热方法来实现，其中量子点与金属纳米线中的高度失谐的等离子体激元模式耦合。等离子体量子总线为量子光学实验和由各种量子节点（如量子点、分子和纳米颗粒）组成的片上量子网络的开发提供了一个强大的、可扩展的平台。
2010-04-15 quant-ph
Epsilon-Near-Zero Grids for On-chip Quantum Networks
实现片上量子网络是集成量子光子学领域的主要目标。典型的可扩展的片上网络需要单光子源、光学电路和检测器的光学集成，用于量子信息的路由和处理。当前的解决方案要么众所周知地经历相当大的退相干，要么遭受限制其片上缩放的扩展的占用空间尺寸。在这里，我们提出并数值演示了一个强大的片上量子网络的基础上ε近零（ENZ）材料，其介电函数的实部接近零。我们发现ENZ材料在密集网络中传输时能很好地保护量子信息不受退相干和损耗的影响。作为一个例子，我们对ENZ网络的可行实现进行了建模，并证明了量子信息可以可靠地在室温下运行的具有434 nm相干长度的氮化钛网格上发送，这比最先进的等离子体类似物大40倍以上。我们的研究结果有利于实际实现的大型多节点量子光子网络和电路的芯片上。
2019-02-20 physics.optics quant-ph
Top-down fabrication of plasmonic nanostructures for deterministic coupling to single quantum emitters
金属纳米结构可用于通过表面等离子体激元在芯片上捕获和引导单光子发射器的发射。为了开发和表征基于发射体-等离子体激元混合结构的光子器件，期望用于这种结构的确定性和可扩展的制造方法。在这里，我们展示了确定性和可扩展的自上而下的制造金属线到预选的氮空位中心的纳米金刚石使用洁净室纳米制造方法。我们观察到发射器发射的寿命减少，这与使用非确定性制造方法的早期原理验证实验一致。这一结果表明，自上而下的制造是一个有前途的技术，用于处理未来的设备具有单光子发射器和等离子体纳米结构。
2013-01-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Near perfect two-photon interference out a down-converter on a silicon photonic chip
集成纠缠光子对源是实现大规模量子光子解决方案的关键要素，并解决了规模扩大和稳定性的挑战。在这里，我们报告了基于硅基平台中通过光致二阶（$χ^{(2)}$）非线性进行自发参数下转换的能量时间纠缠光子对源的首次演示，确保了基谐波的0型准相位匹配及其波导内的二次谐波。所开发的源在8的$μ$ W泵浦功率下显示出1635的符合与偶然比。值得注意的是，我们报告的双光子干涉与99.36 $\pm1.94\%$接近完美的可见度，显示高品质的光子纠缠没有多余的背景噪声。这为量子技术开辟了新的视野，需要在单个芯片上集成各种各样的建筑功能。
2022-02-09 physics.optics quant-ph
Nanofabrication of Plasmonic Circuits Containing Single Photon Sources
研究了基于纳米金刚石中氮空位中心激发的介质加载表面等离子体激元波导（DLSPPWs）的光子器件的纳米结构。DLSPPW电路是围绕含有纳米金刚石的NV构建的，这些纳米金刚石被认证为单光子发射体，使用电子束光刻氢倍半硅氧烷（HSQ）在银涂覆的硅衬底上进行抗蚀。用DLSPPW测量了NV单光子发射的传播长度约为20 μm。一个5倍的总衰减率和高达63%的耦合效率的DLSPPW模式的增强实现，表明显着的模式限制。最后，我们展示了单等离子体激元与DLSPPW为基础的定向耦合器的路由，揭示了我们的方法的量子光网络的片上实现的潜力。
2017-08-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Parametric down-conversion photon pair source on a nanophotonic chip
量子光子芯片集成了量子光源、有源和无源光学元件以及单光子探测器，在光子量子信息处理和量子技术方面显示出巨大的潜力。成熟的半导体纳米制造工艺允许将这样的光子集成电路缩放到复杂性增加的片上网络。二阶非线性材料是在线性光学实验的绝大多数部分中使用体元件产生光子量子态的选择方法，但是在纳米光子芯片上与波导电路集成被证明是具有挑战性的。在这里，我们展示了这样一个片上参数下转换源的光子对的基础上的二阶非线性氮化铝微谐振器。通过测量具有接近理想状态纯度的预示单光子的高可见度反聚束，我们展示了我们的源用于量子信息处理的潜力。我们的下转换源工作在高亮度和低噪声，产生的相关光子对在兆赫率与高的巧合，以偶然的比率。产生的光子对在光谱上远离泵浦场，为实现足够的片上滤波和量子光源、波导电路和单光子探测器的单片集成提供了良好的潜力。
2016-03-11 physics.optics quant-ph
On-chip interaction-free measurements via the quantum Zeno effect
虽然干涉是一种经典的波动现象，但作为单个粒子干涉基础的叠加原理是量子物理学的核心。无相互作用测量（IFM）利用单光子的波粒二象性，通过改变干涉图样来感知物体的存在，即使光子和物体没有相互作用，也可以实现无相互作用测量。通过使用量子芝诺效应，IFM的效率可以任意接近于1。在这里，我们报告的芯片上实现的IFM基于硅光子学。我们利用光刻写入波导的固有优势：出色的干涉相稳定性和模式匹配，并获得多径干扰与可见度超过98%。我们实现了标准化IFM效率高达68.2%，超过了最初IFM提案的50%限制。
2014-05-08 physics.optics quant-ph
Entangled two-plasmon generation in carbon nanotubes and graphene coated wires
我们研究了单壁碳纳米管（SWCNT）和石墨烯涂层导线（GCW）附近量子发射体的双等离激元自发衰变。我们证明了由于可调谐引导等离子体激元和量子发射器之间的强耦合，在单壁碳纳米管中有效地增强了两个等离子体激元纠缠态的产生。我们预测两个等离子体发射率超过12个数量级高于自由空间，平均寿命为几十纳秒。考虑到它们的低维度，与扩展的石墨烯相比，这些系统可以更有效地产生和检测纠缠等离子体。事实上，我们在GCW中实现了可调谐的发射光谱，其中尖锐的共振精确地发生在等离子体激元的最小激发频率处。我们表明，通过改变GCW的电介质核心的材料特性，可以定制的主导模式和频率的发射纠缠等离子体激元，同时保持衰变率十个数量级高于自由空间。通过揭示低维碳基纳米材料存在下双等离子体自发发射过程的独特性质，我们的研究结果为应用于片上量子信息技术的新型材料平台奠定了基础。
2022-01-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Experimental verification of entanglement generated in a plasmonic system
许多量子任务的核心过程是纠缠的产生。从简单的二分系统到复杂的多分系统，人们正在各种物理环境中积极研究它。在这项工作中，我们实验研究的纳米光子系统中的两体纠缠的产生。纠缠产生通过量子干涉的两个表面等离子体激元的分束器结构，即利用Hong-Ou-Mandel（HOM）的效果，它的存在是使用量子态层析验证。纠缠的量由并发度量化，我们发现值高达0.77 +/- 0.04。HOM干涉的输出态的纠缠是一个重要的任务，不能单独从可见性推断。我们用来验证纠缠的技术可以应用于其他类型的光子系统，因此可能有助于表征一系列不同的纳米光子量子器件。
2017-05-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum interference in heterogeneous superconducting-photonic circuits on a silicon chip
量子信息处理为有效地通信和计算数据提供了巨大的希望。然而，将当前的光子实现方法扩展到更大的系统尺寸仍然是实现破坏性量子技术的一个突出挑战。量子信息处理器的两个主要组成部分是量子干涉和单光子探测器。在这里，我们开发了一个混合超导光子电路系统，以显示这些元素可以在硅芯片上以可扩展的方式组合。我们证明了这种方法的适用性集成量子光学干涉和检测光子对直接在芯片上波导耦合单光子探测器。使用氮化硅纳米光子波导实现的定向耦合器，我们观察到97%的干涉可见度时，测量光子统计与两个单片集成的超导单光子探测器。光子电路和探测器的制造工艺与标准的半导体薄膜技术兼容，使得在硅芯片上实现更复杂和更大规模的量子光子电路成为可能。
2015-11-22 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Bose-Einstein Condensation in a Plasmonic Lattice
玻色-爱因斯坦凝聚是量子统计和宏观量子相干性的一个显著表现。超导性和超流性起源于玻色-爱因斯坦凝聚。超冷量子气体提供了接近玻色和爱因斯坦最初想法的凝聚，而极化激元和磁振子的凝聚引入了非平衡凝聚的新概念。在这里，我们展示了一个玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的表面等离子体极化激元在晶格模式的金属纳米颗粒阵列。纳米尺度限制的表面等离子体与室温下的染料分子浴的相互作用使得在皮秒内实现热化和冷凝。超快热化和凝聚动力学揭示了一个实验，利用热化下的传播和开放的腔系统的字符。通过对能带结构的剪裁，实现了从BEC到普通激光的跨越。这种表面等离子体激元晶格激发的新凝聚体由于其超快、室温和片上性质而具有未来技术的前景。
2018-11-16 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Quantum Coherence is Preserved in Extremely Dispersive Plasmonic Media
量子等离子体实验已经在多个场合报道了离散等离子体的量子相干性的观察，其表现出量子干涉可见性的显著保留，这对于在传播期间具有高欧姆损耗的混合光和物质的系统来说是一个看似令人惊讶的特征。然而，迄今为止，大多数实验基本上使用弱限制的等离子体激元，其经历有限的光物质杂交，从而限制了退相干的潜力。在这里，我们报告的量子相干性的表面等离子体激元极化激元（SPP）共振频率附近的等离子体激元，等离子体激元的色散和限制是比以前的实验强得多。我们使用自发参量下转换产生了偏振纠缠光子对，并通过等离子体孔阵列传输其中一个光子，该等离子体孔阵列设计用于将入射单光子转换为高度色散的单SPP。我们发现质量的光子纠缠后的等离子体通道未受扰动的引入一个高度色散的等离子体元件。我们的研究结果为金中色散等离子体的纯退相时间提供了100飞秒的下限，并表明即使在高度色散的情况下，表面等离子体也能保持量子力学相关性，从而有可能利用极端光限制的力量进行集成量子光子学。
2019-05-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Room-temperature on-chip orbital angular momentum single-photon sources
携带轨道角动量（OAM）的片上光子源在经典和量子体系中都需要高容量的光学信息处理。然而，目前开发的集成OAM源主要限于经典机制。本文中，我们展示了一个室温片上集成OAM源，该源发射出准直良好的单光子，单光子纯度为g（2）（0）= 0.22，携带纠缠的自旋和轨道角动量态，并形成两个空间分离的纠缠辐射通道，具有不同的偏振特性。OAM编码的单光子是通过有效地耦合发散的表面等离子体激元激发与确定性定位的量子发射器通过阿基米德螺旋光栅。我们的OAM单光子源弥合了传统OAM操作和非经典光源之间的差距，使高维和大规模的光子量子系统用于信息处理。
2021-04-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Deterministic coupling of a quantum emitter to surface plasmon polaritons, Purcell enhanced generation of indistinguishable single photons and quantum information processing
集成光子电路是全光、片上量子信息处理和量子计算机的重要组成部分。纳米等离子体电路中的确定性集成单光子源导致了在衍射极限之外操作的密集封装的可扩展量子逻辑电路。在这里，我们报告的耦合效率的单光子源的等离子体波导，特征传输光谱，传播长度，衰减长度，和等离子体的珀塞尔因子。我们模拟了金属-介质-金属波导中不同宽度介质的透射谱，以找到合适的波长。发现Al $_{2}$ O $_{3}$的最大传输长度为3.98 m，介电宽度为140 nm，耦合效率大于82%.发现等离子体Purcell因子与介电宽度（w）成反比，当w等于1 nm时，其高达31974。我们还计算了光子的量子特性，如不可逆性，发现如果单光子源是确定性耦合的，它可以通过等离子体纳米腔增强。进一步，我们提出了一个可扩展的金属-介质-金属波导基于量子逻辑电路使用的等离子体电路和马赫-曾德尔干涉仪。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coherent Optical Memory Baesd on A Laser-written On-chip Waveguide
量子存储器是构建大规模量子网络的核心器件。对于可扩展和方便的实际应用，集成光存储器，特别是片上光存储器，是至关重要的要求，因为它们可以很容易地与其他片上器件集成。在这里，我们报告的相干光存储器的基础上的IV型波导上制作的表面上的稀土离子掺杂晶体（即$\mathrm{Eu^{3+}}$：$\mathrm{Y_2SiO_5}$）。表面波导内的$\mathrm{Eu^{3+}}$离子的光学跃迁（$\mathrm{{^7}F{_0}\rightarrow{^5}D{_0}}$）的性质与体晶体的光学跃迁的性质相比被很好地保持。在IV型波导中实现了自旋波原子频率梳存储。该装置的可靠性通过回收脉冲和参考脉冲之间的${97\pm 1\%}$的高干涉可见度得到证实。开发的片上光存储器为集成量子节点铺平了道路。
2020-12-04 quant-ph
Near-unity quantum interference of transverse spatial modes in an ultra-compact inverse-designed photonic device
本文提出3 μm × 3 μm逆向设计横向模式分束器，在1550 nm光子上实现最高99.56±0.64%、平均99.38±0.41%的可重复Hong-Ou-Mandel干涉，为紧凑高维集成量子光子器件奠定基础。
2025-05-13 quant-ph
Purcell enhanced and indistinguishable single-photon generation from quantum dots coupled to on-chip integrated ring resonators
集成光子电路为先进的量子光学应用提供了一个多功能的工具箱。在这里，我们展示了这样一个系统的一个重要组成部分的形式的Purcell增强单光子源的基础上耦合到一个强大的片上集成谐振器的量子点。为此，我们开发了基于分布布拉格反射脊波导的GaAs单片环形腔。在共振激发条件下，我们利用Purcell效应观察到了超过两倍的自发发射率增强，并利用Rabi振荡实现了量子点二能级系统的全相干光控制。此外，我们展示了一个按需单光子产生强烈抑制多光子发射概率低至1%和双光子干涉的能见度高达95%。这种集成的单光子源可以很容易地按比例放大，为可扩展的片上线性光学量子模拟、量子计算和量子网络提供了一条现实的途径。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
On-chip Hong-Ou-Mandel interference from separate quantum dot emitters in an integrated circuit
可扩展的量子光子技术需要将许多相同的单光子源与芯片上的光子电路进行低损耗集成。相对复杂的量子光子电路已经被证明;然而，迄今为止使用的源依赖于参数下转换。因此，效率和可扩展性本质上受到源的概率性质的限制。基于量子发射体的单光子源没有这种限制，但是在单个电路内的多个发射体的频率匹配仍然是一个挑战。在这项工作中，我们证明了在这方面的一个关键组成部分，在一个完全单片GaAs电路的形式结合两个频率匹配的量子点单光子源互连的低损耗片上分束器通过单模脊波导连接。该设备使我们能够在芯片上进行双光子干涉实验，能见度达到66%，受到发射器相干性的限制。我们的设备可以进一步扩大规模，为增加量子线路的复杂性提供了一条清晰的道路，以实现完全可扩展的集成量子技术。
2023-01-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
