A heterogeneous III-V/silicon integration platform for on-chip quantum photonic circuits with single quantum dot devices
光子集成是光子量子科学的一项使能技术,提供比传统体光学更大的可扩展性、稳定性和功能性。在这里,我们描述了一个可扩展的,异构的III-V/硅集成平台,以生产硅$_3$ N $_4$光子电路,将GaAs基纳米光子器件含有自组装的InAs/GaAs量子点。我们证明了纯单光子发射从GaAs波导和腔中的单个量子点-其中观察到自发发射率的强控制-直接发射到Si $_3$ N $_4$波导中,通过倏逝波耦合效率> 90%。迄今为止,InAs/GaAs量子点构成了最有前途的固态触发单光子源,提供明亮、纯净且难以区分的发射,并且可以通过电学和光学控制。Si $_3$ N $_4$波导提供低损耗传播、可定制的色散和高克尔非线性,这对于线性和非线性光信号处理到量子水平是理想的。我们将这两者结合在一个集成平台中,这将使一类新的可扩展,高效和通用的集成量子光子器件成为可能。
2016-11-23 physics.optics quant-ph
Hybrid integration of deterministic quantum dots-based single-photon sources with CMOS-compatible silicon carbide photonics
薄膜4 H-SiC(4 H-SiC)由于其高的CMOS工艺兼容性和大的光学非线性而成为实现大规模光学量子线路的竞争者。然而,在生产用于光子电路的密集集成的绝缘体上的晶片级4 H-SiC薄膜(4 H-SiCOI)以及对于可扩展量子光子学至关重要的确定性量子发射器的有效耦合方面仍然存在挑战。在这里,我们展示了混合集成的自组装InGaAs量子点(QD)为基础的单光子源(SPS)与晶圆级的4 H-SiC光子芯片制备的离子切片技术。通过设计双层垂直耦合器,实现了混合量子光子芯片中单光子辐射的产生和高效路由。此外,我们通过制作一个1 × 2的多模干涉仪(MMI),实现了一个芯片集成的分束器操作的触发单光子的对称功率分配比为50:50。在离子切片技术制备的4 H-SiC光子芯片上成功集成基于量子点的SPS,是实现CMOS兼容、快速可重构量子光子电路和确定性SPS的重要一步。
2022-03-23 physics.optics quant-ph
A systematic design approach for one-dimensional and crossed photonic nanobeam cavities for quantum dot integration
Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Center for Optoelectronics and Photonics Paderborn (CeOPP) and Department of Physics, Paderborn University(帕德博恩大学光子量子系统研究所、光电与光子学帕德博恩中心及物理系)
本文提出了一种系统化方法,用于设计一维及交叉光子纳米束腔,通过优化晶格周期性、空气孔几何和腔体长度,实现对光学束缚的精确控制并减少辐射损失,为量子点集成提供了高效优化路径。
2026-03-16 physics.optics quant-ph
Erbium Quantum Memory Platform with Long Optical Coherence via Back-End of Line Deposition on Foundry-Fabricated Photonics
memQ, Inc(memQ公司);Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室);American Institute for Manufacturing Integrated Photonics (AIM Photonics)(美国集成光子制造研究所)
本研究通过后端工艺沉积在晶圆光子学中实现铒量子存储平台,展示了长光学相干性和高可控性,为集体和单离子量子存储器提供了可制造平台。
2025-06-21 quant-ph
Hybrid integration methods for on-chip quantum photonics
集成量子光子学的目标是将用于产生、操纵和检测非经典光的组件组合在一个相位稳定且高效的平台中。固态量子发射器最近已经达到作为单光子源的杰出性能。与此同时,光子集成电路已经发展到可以在芯片上控制数千个元件,并且具有高效率和相稳定性。因此,研究人员现在开始将这些领先的量子发射器和光子集成电路平台结合起来,以实现每种技术的最佳性能。在这篇文章中,我们回顾了基于这种混合系统的集成量子光子学的最新进展。虽然混合集成解决了单个平台的许多局限性,但它也带来了因连接不同材料而产生的新挑战。我们回顾了固态量子发射器和光子集成电路中的各种问题,桥接这两个系统的混合集成技术,以及基于芯片的光子和发射器操纵方法。最后,我们讨论了集成量子发射器的片上量子光子学的剩余挑战和未来前景。
2019-11-28 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Large-scale integration of near-indistinguishable artificial atoms in hybrid photonic circuits
开发量子计算机和远程量子网络的一个核心挑战在于在许多可单独控制的量子比特之间分配纠缠。钻石中的颜色中心已经成为领先的固态“人造原子”量子比特,能够按需远程纠缠,相干控制超过10个具有分钟长相干时间的辅助量子比特,以及增强记忆的量子通信。关键的下一步是将大量的人造原子与光子结构集成,以实现大规模的量子信息处理系统。到目前为止,这些努力一直受到量子位不均匀性,低器件产量和复杂器件要求的阻碍。在这里,我们介绍了一个高产量的异质集成的“量子微芯片”(QMCs)-金刚石波导阵列含有高度相干的颜色中心-与氮化铝(AlN)的光子集成电路(PIC)的过程。我们的工艺能够在PIC中开发72通道无缺陷锗空位(GeV)和硅空位(SiV)色心阵列。光致发光光谱揭示了GeV(SiV)发射体的54 MHz(146 MHz)的长期稳定和窄的平均光学线宽,接近32 MHz(93 MHz)的寿命限制线宽。此外,单个量子位中的不均匀性可以通过超过100 GHz的光频率的集成调谐来原位补偿。将大量几乎不可区分的人造原子组装成相位稳定的PIC的能力为多路复用量子中继器和通用量子计算机提供了一种架构。
2019-11-13 quant-ph
Self-Aligned Heterogeneous Quantum Photonic Integration
JILA and Department of Physics, University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校物理系);Center for Quantum Technology, Korean Institute of Science and Technology (KIST)(韩国科学技术院量子技术中心);KU-KIST Graduate School of Converging Science and Technology, Korea University(高丽大学-韩国科学技术院融合科学与技术研究生院);Center for Integrated Nanotechnologies, Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室集成纳米技术中心);Division of Quantum Information, KIST School, Korea University of Science and Technology (UST)(韩国科学技术院KIST学院量子信息学部)
本研究提出了一种自对齐异质量子光子集成方法,实现高效单光子收集与量子控制,为可扩展的量子光子集成电路提供新途径。
2026-01-21 physics.optics quant-ph
Quantum photonics hybrid integration platform
集成光子量子计算的基础是用于路由和调制量子光发射的片上方法。我们展示了一个混合集成平台,由任意设计的波导电路和单光子源。将嵌入GaAs中的InAs量子点(QD)键合到SiON波导芯片,使得QD发射耦合到波导模式。波导是嵌入在SiO2包层中的SiON芯。一个可调谐的马赫曾德尔调制两个输出端口之间的发射,可以作为一个路径编码的量子位准备设备。通过片上Hanbury Brown和Twiss测量验证了发射的单光子性质。
2015-07-31 physics.optics quant-ph
Integration of Quantum Emitters with Lithium Niobate Photonics
量子发射器与集成光子学的集成实现了量子模拟器、计算机和网络的光子实现所必需的复杂量子光子电路。薄膜三酸锂是量子光子学的理想材料衬底,因为它可以将光紧紧地限制在小波导中,并且具有很强的电光效应,可以在低功率和高速度下开关和调制单光子。然而,锂离子电池缺乏有效的单光子发射器,这对于可扩展的量子光子电路至关重要。我们展示了单光子发射器与锂离子酸盐光子芯片的确定性耦合。发射器由嵌入在InP纳米束中的InAs量子点组成,我们使用拾取和放置方法将其转移到具有纳米级精度的锂酸盐波导。绝热锥形将发射到纳米束中的单光子高效地传输到锂离子酸盐波导。我们验证单光子性质的发射使用光子相关测量与片上分束器进行。我们的研究结果表明,快速,可重构的量子光子电路的量子信息处理的重要一步。
2018-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Multi-channel, tunable quantum photonic devices on a fiber-integrated platform
针对多量子光源难以可扩展集成到实用光学平台的问题,提出将多个量子点器件选择性集成到V型槽光纤平台的方案,实现了通信波长下紧凑光纤芯片内的可扩展、可靠可调谐单光子阵列。
2024-12-16 quant-ph
Quantum Monte Carlo Integration: The Full Advantage in Minimal Circuit Depth
本文提出了一种量子蒙特卡罗积分方法,它保留了二次量子优势,而不需要在量子计算机上进行任何算术或量子相位估计。以前没有一个量子蒙特卡罗积分的提议能同时实现所有这些。所提出的方法的核心是一个傅立叶级数分解的总和,近似的期望在蒙特卡洛积分,每个组件,然后单独估计使用量子振幅估计。主要结果是作为渐近优势的理论陈述,数值结果也包括说明所提出的方法的实际好处。本文提出的方法是专利申请[量子计算系统和方法:专利申请GB 2102902.0和SE 2130060 -3]的主题。
2022-09-27 quant-ph
PIQC: Scalable Distributed Quantum Computing via Photonic Integration of Designed Molecular Quantum Nodes
NVision Quantum Technologies GmbH(NVision量子技术有限公司);Ulm University(乌尔姆大学);Institute for Quantum Optics (IQO), Ulm University(乌尔姆大学量子光学研究所);Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST), Ulm University(乌尔姆大学集成量子科学与技术中心);Institute of Theoretical Physics, Ulm University(乌尔姆大学理论物理研究所);Racah Institute of Physics, The Hebrew University of Jerusalem(耶路撒冷希伯来大学拉卡物理学研究所)
本文提出PIQC架构,通过光子集成设计分子量子节点,实现高保真度的分布式量子计算,克服传统量子计算在可扩展性和容错性方面的限制。
2026-05-20 quant-ph
A Hybrid Integrated Quantum Key Distribution Transceiver Chip
本研究通过混合集成超低损耗氮化硅波导与磷化铟电光调制器,实现GHz速率、亚1%误码率的量子密钥分发收发芯片,支持10 dB衰减下1.82 Mbps双向安全速率及250 km光纤正安全密钥率。
2023-08-04 quant-ph
One nine availability of a Photonic Quantum Computer on the Cloud toward HPC integration
本研究设计并实现了首台基于单光子的云端通用量子计算平台,实现了六个月内面向外部用户92%的一个九可用性,为混合HPC-QC基础设施中量子计算的普及奠定基础。
2023-08-28 quant-ph
Integration of diamond nanobeams with SnVs on Al2O3 waveguides for scalable quantum photonic chip application
Fujitsu Limited(富士通有限公司);Research Center for Advanced Science and Technology, University of Tokyo(东京大学先进科学技术研究中心);Delft University of Technology(代尔夫特理工大学)
本文通过双层制造工艺,将含SnV色心的金刚石纳米梁与Al2O3波导集成,实现了光学耦合,并观察到导出的SnV-发射,展示了可扩展的集成方法。
2026-06-18 physics.optics quant-ph
Hybrid Integration of GaP Photonic Crystal Cavities with Silicon-Vacancy Centers in Diamond by Stamp-Transfer
本文提出利用印章转移技术将磷化镓光子晶体腔与金刚石中硅空位中心集成,避免了金刚石刻蚀,实现了高达8900的腔品质因子和单缺陷共振激发,为量子网络提供了强光子-缺陷相互作用平台。
2022-12-13 physics.optics quant-ph
Roadmap on Integrated Quantum Photonics
集成光子学是许多经典技术的核心,从光通信到生物传感器、激光雷达和数据中心光纤互连。有强有力的证据表明,这些集成技术将在量子系统中发挥关键作用,因为它们将从几个量子位原型发展到数万个量子位。具有所需功能和性能的基础激光和光量子技术只能通过将这些组件集成到带有附带电子器件的量子光子集成电路(QPIC)上来实现。在过去的十年中,量子光子集成的显着进步和光学损耗的显着减少,使台式实验能够缩小到原型芯片,提高效率,鲁棒性和关键性能指标。QPIC将实现的尺寸、重量、功率的减小和稳定性的提高将在增加量子演示的复杂程度和规模方面发挥关键作用。未来十年,随着对量子光子生态系统的持续研究、开发和投资,(即基于PIC的平台,器件和电路,制造和集成过程,封装,测试和基准测试),我们将见证从单一和少数功能原型到多功能和可重构QPIC的大规模集成的过渡,这些QPIC将定义信息如何处理,存储,传输并用于量子计算、通信、计量和感测。该路线图强调了集成量子光子学领域的当前进展、未来挑战以及应对这些挑战所需的科学技术进步。
2021-09-22 quant-ph
Bidirectional microwave-optical transduction based on integration of high-overtone bulk acoustic resonators and photonic circuits
提出一种将压电致动器单片集成于氮化硅光子电路的三谐振双向微波-光学转换器,在室温下实现宽带高效转换并支持纯光输入生成微波脉冲。
2023-12-13 physics.optics quant-ph
On-Chip Integration of Single Solid-State Quantum Emitters with a SiO$_2$ Photonic Platform
未来集成纳米光子器件的一个重要组成部分是单光子发射器和具有单光学模式的量子存储器的可扩展芯片上接口。在这里,我们提出了一个单一的固态量子位,氮空位(NV)中心,与光子平台组成的硅衬底上热生长的SiO $_2$完全确定性集成。该平台以其超低荧光和生产各种无源结构(如高Q微谐振器和模式尺寸转换器)的能力而脱颖而出。通过数值分析,可以确定一个最佳的结构,有效地耦合的偶极子发射器的导模。在实验上,预选NV发射器的集成与原子力显微镜和量子发射器的片上激发以及单光子耦合到集成结构的导模进行了演示。我们的方法显示了该平台作为具有固态量子位的片上光子结构的强大纳米级接口的潜力。
2019-05-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Silicon photonic devices for scalable quantum information applications
硅光子学以其高集成度和优异的光学性能,成为实现全集成和大规模光量子信息处理的重要平台。可扩展的量子信息应用需要将光子的产生和探测集成在同一芯片上,我们已经看到,硅光子芯片上的各种器件都是为了这一目标而开发的。本文综述了可扩展量子应用的硅光子芯片的相关研究成果和最新技术。尽管存在不足,但部分部件的性能已经满足进一步扩展的要求。最后指出了片上可扩展量子信息应用面临的挑战和进一步的研究方向。
2022-08-10 physics.optics quant-ph
Colour Centre Formation in Silicon-On-Insulator for On-Chip Photonic Integration
University of Copenhagen(哥本哈根大学);University of Oslo(奥斯陆大学)
本研究探讨了在硅基绝缘体中制造多种颜色中心以实现可大规模生产的量子设备,分析了不同工艺对量子发射体的影响,并发现了新的稳定光学信号。
2026-01-25 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Heterogeneous integration of solid state quantum systems with a foundry photonics platform
本文将含NV中心的纳米金刚石异构集成到标准180 nm CMOS工艺的低荧光氮化硅光子芯片上,实现六位点选择性寻址、片上PL收集与HBT单光子验证。
2023-04-20 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Integration of hBN quantum emitters in monolithically fabricated waveguides
面元氮化硼(hBN)在集成量子纳米光子学中的潜在应用越来越引起人们的兴趣。然而,为了将hBN建立为集成光子平台,必须建立几个基石,包括量子发射器与光子波导的集成和耦合。在模拟的支持下,我们研究了单片集成的方法,预计其耦合效率比传统的混合堆叠策略高4倍。然后,我们展示了这样的设备从hBN的制造和展示hBN单光子发射器与单片波导的成功集成。我们演示了从量子发射器到波导模式的单光子耦合和片上检测。我们的研究结果建立了一个整体集成hBN单光子发射器的一般框架,并将促进未来的芯片上集成量子光子学与hBN。
2021-07-28 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Efficient Photonic Integration of Diamond Color Centers and Thin-Film Lithium Niobate
本研究实现了含硅空位中心的金刚石纳米梁与薄膜铌酸锂波导的高效异质集成,传输效率超90%,光子计数提升10倍,为构建可扩展集成量子光子电路迈出关键一步。
2023-06-27 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Single-photon detectors on arbitrary photonic substrates
提出基于转移打印的方法,将超导纳米线单光子探测器集成到任意光子基底上,消除了材料与表面形貌限制,在商用硅和铌酸锂光子电路中实现波导内单光子探测,为可扩展量子信息处理提供通用构建模块。
2024-09-12 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Integration of Single Photon Emitters in 2D Layered Materials with a Silicon Nitride Photonic Chip
光子集成电路(PIC)使得光学量子线路的小型化成为可能,因为可以在同一芯片上添加若干光学和电子功能。单光子发射器(SPE)是这种量子线路的核心构建块,并且已经开发了几种方法来将PIC与包含SPE的主体材料连接。嵌入在2D过渡金属二硫属化物中的SPE具有独特的性质,使得它们作为PIC集成的SPE特别有吸引力。它们可以很容易地与PIC连接并堆叠在一起以创建复杂的异质结构。由于发射器嵌入单层中,因此不存在全内反射,从而能够实现非常高的光提取效率,而不需要任何额外的处理以允许在主体和底层PIC之间的有效单光子转移。此外,基于2D的SPE阵列可以通过STEM图案化或应变工程确定性地制造。最后,以高晶圆级均匀性生长的2D材料变得越来越容易获得,使得它们可以在晶圆级与底层PIC匹配。在这里,我们报告的集成WSe $_{2}$单层到氮化硅(SiN)芯片。我们演示了耦合的SPE与SiN波导的导模和研究如何在芯片上的单光子提取可以最大限度地通过接口的2D-SPE与集成的电介质腔。我们的方法允许使用优化的PIC平台,而不需要在宿主材料中进行额外的处理。结合改进的2D材料的晶圆级CVD生长,这种方法为可扩展的量子光子芯片提供了一条有前途的路线。
2019-04-18 physics.optics quant-ph
The integration of photonic crystal waveguides with atom arrays in optical tweezers
该研究提出了一种将光镊单原子阵列与一维和二维光子晶体波导集成的先进装置,通过高效自由空间耦合、硅酸盐键合和确定性机械传输等技术突破,旨在实现光与物质的强量子相互作用。
2020-03-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Single quantum dot selection and tailor-made photonic device integration using nanoscale focus pinspot
针对多数半导体量子点材料体系难以制备低密度单量子点、传统刻蚀降密法破坏介质不利于集成的问题,本研究提出基于氦离子显微镜的纳米级聚焦针点无损筛选法,实现单量子点精准选取与光子器件确定性集成,将量子点发射提取效率提升27倍,且适配多种材料与光子结构。
2022-09-16 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Zero-power calibration of photonic circuits at cryogenic temperatures
超导光子探测技术在量子光子学中的不断成功使低温兼容系统成为完全量子光子集成的基石。在这里,我们提出了一种方法来可逆地微调个别波导结构的光学特性,通过局部改变其几何形状,使用固化氙。从本质上讲,我们不需要额外的片上校准元件,有效地将与可重构元件相关的功耗归零,几乎不会损害光子器件的性能。我们能够在压力控制环境中实现无源电路调谐,局部操纵光波导部分上的包层厚度。我们在低温环境中实现了这一点,通过控制氙气的沉积,并使用升华精确调整其厚度,由片上电阻加热器触发。$π$相移仅在计算长度$L_π$ = 12.3 $\pm$ 0.3 $μm$上发生。这项工作为将紧凑、可重构的光子电路与超导探测器、设备或其他设备集成在一起铺平了道路。
2021-05-11 physics.optics quant-ph
Scalable deterministic integration of two quantum dots into an on-chip quantum circuit
具有确定性集成量子发射器的集成量子光子电路(IQPC)是可扩展量子信息应用的关键元件,近年来引起了极大的关注。然而,将它们放大到具有多个确定性集成量子发射器的全功能光子电路以产生光子输入态仍然是一个巨大的挑战。在这项工作中,我们报告的单片原型IQPC由两个预先选定的量子点确定性地集成到纳米束腔在2x2多模干涉分束器的输入端口。片上分束器的分束比接近50/50,集成的量子发射器具有高单光子纯度,能够进行片上HBT实验,描绘了确定性的可扩展性。总的来说,这标志着可扩展和功能齐全的IQPC的基石。
2023-03-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid integration of silicon photonic devices on lithium niobate for optomechanical wavelength conversion
量子信息处理器的快速发展加速了对实现量子网络的技术的需求。一种很有前途的方法是使用机械谐振器作为微波场和光场之间的媒介。来自超导、拓扑或自旋量子比特处理器的信号可以相干地转换为电信波长的光学状态。然而,由均匀结构构建的当前器件遭受增加的噪声和小的转换效率。将不同材料的有利特性结合到异质设计中应该允许优越的量子转换设备-到目前为止,这些混合方法受到复杂制造过程的阻碍。在这里,我们提出了一种新的集成方法的基础上,以前的拾取和放置的想法,可以将独立制造的不同材料的器件组件到一个单一的设备。该方法允许在工艺期间通过连续光学监测进行精确对准。使用我们的方法,我们组装了一个混合硅锂晶体管设备与国家的最先进的波长转换特性。
2021-01-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum Photonic Circuits Integrated with Color Centers in Designer Nanodiamonds
针对金刚石基量子光子器件制备难题,提出一种可确定性组装定制纳米金刚石色心的氮化硅光子电路集成技术,观测到硅空位色心的Purcell增强,为可扩展制造大规模量子光子电路铺路。
2023-10-04 physics.optics quant-ph
Waveguide photon-number-resolving detectors for quantum photonic integrated circuits
量子光子集成电路是利用光子进行可扩展量子处理的一种很有前途的方法。基于超导纳米线的波导单光子探测器(WSPD)最近已被证明与单光子源兼容,用于单片集成。虽然标准WSPD提供单光子灵敏度,但更复杂的超导纳米线结构可以配置为具有光子数分辨能力。在这项工作中,我们提出了波导光子数分辨探测器(WPNRD)的GaAs/Al 0.75 Ga 0.25 As脊波导的基础上的串联的纳米线。0-4个光子的检测已经用具有单个电读出的四线WPNRD证明。在1310 nm处,TE偏振的器件量子效率约为24%.
2013-08-21 physics.optics quant-ph
Dual-Drive Directional Couplers for Programmable Integrated Photonics
一种新型的光子集成电路采用组合的分束镜和加载有相位致动器的波导的大规模集成,以提供可以动态重新配置的复杂线性处理功能。在这里,我们提出并实验证明了热致动双驱动定向耦合器(DD-DC)的设计,集成在氮化硅平台,既作为一个独立的光学元件提供任意的光学分束和共同的相位,以及其使用在波导网格安排。我们分析了实验演示的第一个集成的三角形波导网格的安排,以及第一DD-DC的安排,随着其性能和可扩展性的扩展分析。
2019-06-14 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Monolithic on-chip integration of semiconductor waveguides, beamsplitters and single-photon sources
在单个芯片上实现完全集成的Hadamard门是量子计算和通信界的主要目标之一。这种芯片的先决条件是将单光子源和检测器集成到波导结构中,例如光子晶体或平板和脊波导。在这里,我们提出了一个实现的单光子片上实验的基础上的III-V族半导体平台。单个半导体量子点被用作集成在脊波导中的脉冲单光子源,并且通过在分束器的两个输出端口之间执行片外光子互相关测量,在单光子水平上验证片上波导分束器操作。波导传播损耗(~ 0.0068 dB/um)的仔细表征证明了这种基于GaAs的波导结构在更复杂的光子集成电路中的适用性。本文的工作标志着实现包括按需单光子源的完全集成光子量子线路迈出了重要的一步。
2014-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superconducting single-photon detectors for integrated quantum photonics
Bauman Moscow State Technical University(鲍曼莫斯科国立技术大学);Dukhov Automatics Research Institute (VNIIA)(杜霍夫自动学研究院)
本文综述了超导纳米线单光子探测器在集成量子光子学中的发展,涵盖器件架构、材料工程及集成策略的进展,并讨论性能基准、新兴设计及未来挑战。
2026-05-14 physics.optics quant-ph
GaAs integrated quantum photonics: Towards dense and fully-functional quantum photonic integrated circuits
集成量子光学的最新进展为利用光子进行量子信息处理的集成平台的发展奠定了基础,并在量子模拟中具有潜在的应用。在正在研究的不同材料平台中,直接带隙半导体,特别是砷化镓(GaAs)提供了最广泛的功能,包括通过辐射复合产生单光子和纠缠光子,低损耗路由,电光调制和单光子检测。本文综述了GaAs量子光子学关键构件的最新进展,以及它们在全功能和密集集成的量子光子电路中的完全集成的前景。
2016-08-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
A silicon photonic add-drop filter for quantum emitters
将单光子源和探测器集成到硅基光子学中,为量子信息处理的复杂电路开辟了可能性。在这项工作中,我们展示了集成的量子点与硅光子分插滤波器的片上滤波和路由的电信单光子。硅微盘谐振器充当窄滤波器,其传输量子点发射并在宽波长范围内过滤背景。此外,通过在微盘的谐振上调谐量子点发射波长,我们可以控制发射的单光子到分插滤波器的通道和通过分插滤波器的通道的传输。这一结果是朝着使用硅光子学在量子信息处理中应用的单光子的片上控制迈出的一步,例如线性光学量子计算和玻色子采样。
2019-03-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
From Monte Carlo Integration to Quantum Chromo Dynamics (an introduction)
在这些讲座中,我们提供了一个简短的介绍蒙特卡罗积分方法及其应用。我们展示了如何紫外发散的起源,如果场论是在未定义的正式产品的分布和如何可以定义的路径积分的正则化分布,以消除这些分歧。这种技术提供了连续场论唯一的非微扰正则化过程,同时,提供了一种计算相关(格林)函数的实用方法(使用正则化路径积分的Monte Carlo积分)。然后,我们应用这些工具来制定QCD上的一个格子。有些例子附有完整的计算机程序。
2001-10-15 hep-lat physics.comp-ph quant-ph