Generation of paired photons in a quantum separable state in Bragg reflection waveguides
本文提出并分析了一种基于半导体AlGaN层布拉格反射波导中自发参量下转换产生可分离（量子不相关）光子对的新方法。该平台允许去除以不同空间模式传播的成对光子之间的任何光谱相关性。通过调整波导的结构参数和色散，光子可以被设计为显示相同或不同的光谱。
2010-11-17 quant-ph
Laser-written integrated platform for quantum storage of heralded single photons
光与物质之间高效、长寿命的界面对于量子信息技术的发展至关重要。用于量子存储设备的集成光子学解决方案由于光限制而提供改进的性能，并实现更复杂和可扩展的设计。我们展示了一种基于激光写入波导的新型量子光存储平台。采用新的写入制度，使我们能够实现波导与以前的演示相比，改善限制能力。本文报道了在激光写入波导中实现单光子存储的首次实验。虽然我们实现的存储效率与在大规模样品中观察到的存储效率相当，但由于光-物质相互作用增强了近一个数量级，因此存储器准备所涉及的功率大大降低了100倍。此外，我们证明了激发态存储时间比以前实现的单光子集成量子存储器长100倍。我们的系统有望有效地满足高效和可扩展的集成量子存储设备的要求。
2019-03-18 quant-ph
Widely non-degenerate nonlinear frequency conversion in cryogenic titanium in-diffused lithium niobate waveguides
该研究表征了低温下钛扩散铌酸锂波导中非简并自发参量下转换的特性变化，验证了光谱与理论模型的契合，同时发现热释电等效应带来的微小变化，为非线性光子集成平台提供了首个对比基准。
2025-09-02 quant-ph
Manipulation of Multimode Squeezing in a Coupled Waveguide Array
我们提出了一个方案，通过将单模压缩光注入耦合光波导阵列中来产生和操纵具有真正三方纠缠的三模压缩态。我们探讨了在椭圆波导阵列的输出端有选择地产生单模压缩或多模压缩的可能性，这完全取决于输入光的偏振态。我们研究了波导阵列中损耗的影响，并表明量子关联和压缩是保持现实的参数。我们的研究结果表明，光波导阵列是产生多模量子光的合适平台，这可能会导致新的应用在量子精密测量。
2019-08-28 quant-ph
Spectro-temporally tailored Non-Gaussian Quantum Operations in Thin-Film Waveguides
本文提出首个基于薄膜铌酸锂波导的逆向设计框架，通过联合光谱振幅与传递函数建模优化波导和泵浦参数，实现电信波段模式选择性的单光子添加与减除非高斯量子操作。
2025-11-07 quant-ph
Characterization of Suspended Membrane Waveguides towards a Photonic Atom Trap Integrated Platform
我们展示了一个光波导器件，能够支持高，在真空中，捕获一个原子或冷原子系综与倏逝场所需的光功率。我们的光子集成平台采用悬浮膜波导，在无约束波导跨度上成功管理6 mW（500 um跨度）至近30 mW（125 um跨度）的光功率。该平台与悬浮波导附近的激光冷却和磁光阱（MOT）兼容，称为膜MOT和针MOT，这是有效阱加载的关键成分。我们评估了两种新的设计，探索关键的热管理功能，使这种大功率处理。这项工作代表了一个重要的一步，集成平台耦合中性原子量子系统的光子和硅上的电子集成电路。
2021-03-18 physics.atom-ph quant-ph
Fast and High Excitation Transport in Waveguide Quantum Electrodynamics
Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica（原子分子科学研究所，中央研究院）；Molecular Science and Technology Program, Taiwan International Graduate Program, Academia Sinica（分子科学与技术项目，台湾国际研究生计划，中央研究院）；Department of Physics, National Central University（物理系，中央大学）；Department of Physics and Center for Theoretical Physics, National Taiwan University（物理系与理论物理中心，国立台湾大学）；Center for Quantum Science and Engineering, National Taiwan University（量子科学与工程中心，国立台湾大学）；Physics Division, National Center for Theoretical Sciences（物理组，国家理论科学中心）
本文通过两个分离的具有手性耦合的原子阵列，实现了快速且高激发传输，揭示了少子辐射右本征态在系统动力学中的主导作用，为量子信息处理提供了新思路。
2026-03-23 quant-ph
Robust photonic quantum gates with large number of waveguide segments
本研究通过数值模拟分析多段波导几何设计对光子量子门保真度与功率损耗的影响，发现增加段数可降低误差并呈现渐近标度，在硅和铌酸锂平台上验证了其鲁棒性与效率提升。
2025-01-18 quant-ph
On-chip generation and demultiplexing of quantum correlated photons using a silicon-silica monolithic photonic integration platform
我们演示了在由硅和硅基波导组成的单片光子芯片上量子相关光子的产生和解复用。在硅基波导平台上制作了阵列波导光栅，成功地将非线性硅波导中产生的光子对分成两个光通道。
2014-09-14 physics.optics quant-ph
Tapering of fs Laser-written Waveguides
集成量子光子技术的巨大发展使得实现紧凑和稳定的干涉网络成为可能。特别地，激光写入波导结构允许复杂的3D电路和偏振编码量子比特操纵。然而，集成量子器件的放大的主要限制是由于耦合到标准光纤或其他光学平台时的模式分布失配而导致的单光子损耗。在这里，我们展示了锥形波导结构，实现了适应飞秒激光写入技术。我们表明，耦合到标准的单模光纤可以提高到77%，同时保持制造工作可以忽略不计。这一改进为在芯片上处理多光子态提供了重要的一步。
2017-07-10 quant-ph
Dimer chains in waveguide quantum electrodynamics
我们研究了单光子在周期性无序二聚体链中耦合到一维手征双向波导中的传播。每个二聚体由两个偶极耦合原子组成。在无序设置，我们分别对待两种类型的位置障碍，即在二聚体长度和二聚体分离。本研究的重点是了解偶极-偶极相互作用和光子发射方向性之间的相互作用如何影响单光子的传输。光纤附近捕获的冷原子可以作为我们考虑的模型的实验可实现的平台。
2018-08-29 quant-ph
Floquet engineering of localized propagation of light in waveguide array
光在波导阵列或光子晶格中的传播已经成为控制光和模拟经典系统量子行为的理想平台。本文研究光在耦合波导阵列中的传播，其中一个波导的几何结构或折射率被周期性调制。在Floquet理论的框架内，有趣的是发现只要在Floquet本征值谱的带隙区域内形成束缚准稳态模，光在调制波导中就表现出局域传播。这一机制为通过设计周期性结构形成束缚模来限制光场提供了有益的指导。它也是开放量子系统中通过时间周期驱动控制退相干的经典模拟。
2018-02-05 quant-ph
Coupling slot-waveguide cavities for large-scale quantum optical devices
通过提供显著小于立方波长的有效模体积，槽波导腔提供了一条新的进入可见光区的强原子-光子耦合的道路。在这里，我们探讨了二维阵列的耦合槽腔的基础设计的新型量子仿真器和极化激子量子相变设备。具体来说，我们调查的横向耦合特性的钻石空气和GaP空气槽波导使用数值辅助耦合模理论，和纵向耦合特性通过分布式布拉格反射器使用模式传播模拟。我们发现，槽波导腔的法布里-珀罗安排可以耦合和有效地处理与紧束缚描述，是一个合适的平台，实现Jaynes-Cummings-Hubbard物理。
2010-11-26 quant-ph
Dynamics of quantum light in integrated nonlinear waveguide arrays and generation of robust continuous variable entanglement
研究了一类具有二次非线性的波导阵列，其中波导通过导模的倏逝波重叠耦合。我们研究了阵列中的受激和自发过程，并显示了这种阵列作为按需产生二分和三分连续变量纠缠的平台的可行性。我们明确地解决现实的损失对纠缠产生的影响，简要讨论了可能使用的非线性材料的可能类型，并提出了解决方案，可能的相位匹配问题的波导。在单个波导芯片上同时产生和操纵光避免了与使用外部笨重光学元件相关的通常带宽问题，并使这一途径有希望进行进一步研究。
2012-01-20 quant-ph
Fast path and polarisation manipulation of telecom wavelength single photons in lithium niobate waveguide devices
我们展示了快速偏振和路径控制的光子在1550 nm的锂的光波导器件使用的电光效应。我们展示了单光子态工程、量子干涉、双纠缠光子的快速态制备和量子干涉的反馈控制。这些结果指出了一个单一的平台，这将使非线性单光子源和快速可重构电路的集成，为未来的光子量子信息科学和技术。
2011-07-18 quant-ph
Integrated photonic platform for quantum information with continuous variables
集成量子光子学通过将光限制在小型化波导电路内，为光学量子态的产生、操纵和检测提供了可扩展的平台。在这里，我们展示了在单个设备上零差检测非经典光的生成、操作和干涉阶段，这是实现连续变量量子信息完全集成方法的关键一步。我们使用一个动态可重构的锂酸盐波导网络来产生和表征压缩真空和双模纠缠态，这是几个量子通信和计算协议的关键资源。我们测量了-1.38+-0.04 dB的压缩能级，并通过验证不可分性判据I=0.77+-0.02 <$1证明了纠缠。我们的平台可以实现光量子技术所需的所有过程，其高非线性和快速可重构性使其成为实现时间编码连续变量簇态量子计算的理想平台。
2018-04-20 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
An optomechanical platform with a 3-dimensional waveguide cavity
在低温下，微波腔通常优选用于各种系统的读出和控制。本文介绍了一种基于三维矩形波导腔的光机器件的设计和测量。我们表明，通过适当修改与腔基模对应的电磁场，等效电路电容可以降低至29 fF。通过将机械谐振器耦合到腔的修改的电磁模式，我们实现了43 $\%$的电容参与比。我们证明了一个光学机械的协同性，$C$ $\sim$ 40，其特征在于进行测量的光学机械诱导吸收（OMIA）的限制。此外，由于腔的两半之间的低阻抗环境，我们的设计具有在机械谐振器上并入DC偏置的灵活性，这通常是可调谐光机械设备中的期望特征。
2019-02-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Programmable high-dimensional Hamiltonian in a photonic waveguide array
本文提出一种基于铌酸锂的11波导电光可编程波导阵列，通过22个电极独立调控哈密顿量项，在单一器件上实现多种凝聚态模型演化，等效于超过2500个静态器件。
2023-11-28 physics.optics quant-ph
Engineered photon-pair generation by four-wave mixing in asymmetric coupled waveguides
三阶非线性过程需要相互作用场之间的相位匹配以实现高效率。典型地，在导波$χ^{(3)}$平台中，这通过设计穿过器件的横向轮廓的模式的色散来实现。然而，这限制了可以实现的相位匹配的灵活性。相反，我们分析了四波混频在一对非对称波导，并表明，相位匹配可以实现在任何$χ^{(3)}$波导耦合的非简并泵从相邻的波导。我们证明了这种方法在通过自发FWM产生光子对的情况下产生的额外灵活性，其中可以修改超模色散以产生纯预示的单光子-例如芯片级量子光子学的硅平台所需的关键能力。
2018-09-27 physics.optics quant-ph
A Platform for Evanescently Trapping Rb-87 Using Silicon Nitride Strip Waveguides Buried in Silica
University of Bristol（布里斯托大学）；Quantum Engineering Technology Labs, H.H. Wills Physics Laboratory and School of Electrical, Electronic, & Mechanical Engineering, University of Bristol（布里斯托大学量子工程技术实验室、H.H. 威尔斯物理实验室和电气、电子与机械工程学院）；Quantum Engineering Centre for Doctoral Training, University of Bristol（布里斯托大学量子工程博士培训中心）
本文提出了一种基于硅氮条形波导的蒸发式俘获87Rb平台，利用红移和蓝移的基本及高阶模式，实现三维可调陷阱，用于芯片级量子科学与技术研究。
2025-12-04 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Cryogenic second harmonic generation in periodically-poled lithium niobate waveguides
未来的集成量子光学技术将结合非线性光学和需要低温工作温度的组件。尽管将$χ^{(2)}$ -非线性用于量子光学（例如用于量子态产生和频率转换）的集成平台的流行，但是它们在低温下的材料性质在很大程度上未被研究。在这里，我们展示了在温度低至4.4K的光纤耦合的锂酸盐波导中的第一二次谐波产生。我们观察到的相位匹配泵浦波长在电信波段内的可再现的移位，除了瞬态的不连续性，而温度循环。我们的研究结果建立了锂离子酸盐作为一个通用的非线性光子集成平台与低温量子技术兼容。
2020-05-15 physics.optics quant-ph
Optical Nanofiber Testbeds for Benchmarking Membrane-Waveguide Photonic Integrated Circuit Platforms toward On-Chip Quantum Inertial Sensing
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；University of New Mexico（新墨西哥大学）；University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）
本文提出三种创新，通过光学纳米光纤测试平台验证了蒸发场原子引导，展示了低功率引导自由运动的铯原子，并验证了原子相干性，为芯片级量子惯性传感奠定了基础。
2026-04-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Electrical control of quantum dots in GaAs-on-insulator waveguides for coherent single-photon generation
本文通过粘合键合工艺实现GaAs-on-insulator平台，集成电控量子点与SiN波导，实现窄线宽和高纯度单光子发射，为可扩展量子光子集成提供实用路径。
2025-08-06 physics.optics quant-ph
Generating Photon Pairs in a Hybrid Si-BTO Platform
本文研究了在混合硅-BTO平台上利用脉冲泵浦生成光子对，分析了单光子与符合生成率，发现其自发四波混频性能与相似SOI器件相当，并测得了环形谐振腔和波导结构的$γ_{eff}$值。
2024-03-21 physics.optics quant-ph
Quantum simulation of interacting bosons with propagating waveguide photons
本文提出利用光子数选择性相位门在波导光子平台中模拟可调谐现场相互作用，从而将量子模拟能力扩展到Bose-Hubbard和分数量子霍尔等强相互作用量子多体体系，并保留单点寻址、参数可控和硬件高效等优势。
2025-05-05 physics.atom-ph quant-ph
An integrated magnetometry platform with stackable waveguide-assisted detection channels for sensing arrays
金刚石中的带负电荷的NV $^-$ -中心在纳米级、高灵敏度的磁力测量中显示出巨大的成功。高效的荧光检测对于提高灵敏度至关重要。此外，集成器件使传感器成为可能。在这里，我们提出了一种新的架构，使我们能够创建NV $^-$ -中心几纳米以下的金刚石表面，并在同一时间在模式场最大的飞秒激光写入II型波导。我们通过实验验证了耦合效率，展示了通过波导检测磁共振信号，并在磁场和温度传感方面进行了第一次原理验证实验。传感任务可以通过波导进行操作，而无需通过样品的直接光照射，这标志着在对光脆弱的生物系统中进行磁力测量的重要步骤。在未来，我们的方法将使二维传感阵列的发展，促进空间和时间相关的磁力。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
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
A nanowaveguide platform for collective atom-light interaction
提出了一种利用倏逝场耦合实现原子-光集体相互作用的波导平台。我们研制了一个1cm长的氮化硅半导体波导，它可以利用倏逝场捕获和探测~（87）Rb原子系综。该波导具有亚微米平方模面积，并设计有锥形，以在近红外波长（750 nm至1100 nm）下实现高光纤到波导耦合效率。平台中的倒锥形将光纤耦合光的弱导模转换成具有倏逝场的强导模以捕获原子，然后在波导的另一端回到弱导模。在760 nm和1064 nm处，耦合损耗为每面-1dB（~80%耦合效率），这是通过使用不同长度的波导的传播损耗测量来估计的。该平台具有良好的热导率，可以引导高功率的光在超高真空中捕获原子。作为中间步骤，我们已经观察到的热原子吸收的倏逝波组件的一个caveguide，并已证明了U线镜磁光阱，可以转移原子的表面附近。
2015-08-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Telecom-Band SPDC in AlGaAs-on-Insulator Waveguides
本文在可共集成泵浦激光器的绝缘体上 AlGaAs 波导平台中实现高效电信波段 SPDC，以 26 GHz/mW 的效率和 1.6 mW 泵浦功率满足 70 通道波分复用 QKD 的光子通量需求。
2023-12-12 physics.optics quant-ph
Purcell-enhanced emissions from diamond color centers in slow light photonic crystal waveguides
本文提出利用金刚石慢光光子晶体波导实现内嵌硅空位色心的宽带光学耦合，展示了高达70的高群指数波导模式及Purcell增强发射，为构建稳健的自旋-光子接口提供了实用平台。
2025-03-03 physics.optics quant-ph
Integrated on-chip quantum light sources on a van der Waals platform
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；NanoPhoton – Center for Nanophotonics, Technical University of Denmark（纳米光子学中心（NanoPhoton），丹麦技术大学）
该研究在范德瓦尔平台上实现了高效集成的单光子源，通过优化波导和耦合器设计，实现了高纯度单光子发射，为可扩展的光子量子信息处理提供了新途径。
2026-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Efficient extraction of zero-phonon-line photons from single nitrogen-vacancy centers in an integrated GaP-on-diamond platform
利用金刚石中的氮空位（NV）中心进行双节点量子网络的缩放受到从单中心收集零声子线（ZPL）光子的低概率的限制。在这里，我们展示了金刚石圆盘上的GaP谐振器，它将来自单个NV中心的ZPL光子谐振耦合到单模波导。在这些器件中，由于ZPL发射的共振增强和谐振器与波导之间的有效耦合的组合，单个NV中心在光激发后将ZPL光子发射到引导波导模式中的概率可以达到9%。我们验证了发射的单光子性质，并通过实验证明了一组设备的高波导光子数和大量的Purcell增强。这些设备可以实现基于NV中心的可扩展集成量子网络。
2016-06-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Spontaneous Parametric Down-Conversion and Quantum Walks in Arrays of Quadratic Nonlinear Waveguides
分析了泵浦光在二次非线性波导阵列中自发参量下转换同时产生光子对和量子行走的过程。我们证明了这个灵活的平台允许创建具有不同空间相关性的量子态。特别是，我们预测，输出光子的相关性可以从光子聚束完全经典控制的反聚束通过改变阵列的温度或泵浦光束的空间分布切换。
2011-08-31 physics.optics quant-ph
Cryogenic Electro-Optic Polarisation Conversion in Titanium in-diffused Lithium Niobate Waveguides
量子光子学中的许多技术需要低温条件来操作。但是，开关、调制器和移相器等有源器件背后的底层平台必须与这些工作条件兼容。为了解决这个问题，我们展示了一个电光偏振转换器，在0.8K的1550 nm的光在钛扩散锂的钛酸盐波导。为此，我们利用锂的电光特性在正交偏振模式之间转换，光纤到光纤的传输> 43%。调制深度为23.6 ± 3.3dB，转换电压-长度积为28.8V cm。这使得低温光子学和有源元件能够在单个集成平台上组合。
2020-06-22 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Collective scattering from quantum dots in a photonic crystal waveguide
我们演示了激光从耦合到光子晶体波导的两个InAs量子点的散射，这是通过应变调谐点的光学跃迁到相互共振来实现的。通过测量调谐点共振前后透射激光的强度和光子统计，我们表明集体散射增强了非线性。除了提供一种操纵少光子光学非线性的方法外，我们的方法还为固态平台中的多发射器量子光学提供了新的机会。
2022-05-11 physics.optics quant-ph
Waveguide quantum electrodynamics: collective radiance and photon-photon correlations
本文介绍了波导量子电动力学（WQED）的新兴领域有关的相互作用的光子在波导中传播的局域量子发射器。与独立发射体的情况相比，集体发射体-光子相互作用可以导致增强和抑制的耦合。在这里，我们专注于引导光子和有序阵列，导致超辐射态和亚辐射态，束缚光子态和量子关联与有前途的量子信息应用。我们强调了最近用不同的量子平台进行的突破性实验，包括冷原子，超导量子位，半导体量子点，量子固态缺陷，我们提供了一个全面的理论技术介绍，以研究这些发射体和波导中光子的相互作用和动力学。
2022-10-05 physics.optics quant-ph
A coherent spin-photon interface with waveguide induced cycling transitions
固态量子点是连接内部自旋自由度与发射光子状态的有效光-物质界面的有希望的候选者。然而，选择规则阻止了在该平台中有效的自旋控制和光学循环性的组合。通过利用光子晶体波导，我们在这里实验证明了光学循环高达$\approx15$通过光子态工程，同时实现高保真自旋初始化和相干光自旋控制。这些能力为可扩展的多光子纠缠产生和片上自旋光子门铺平了道路。
2020-06-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Breaking the Exponential: Decoherence-Driven Power-Law Spontaneous Emission in Waveguide Quantum Electrodynamics
该研究揭示了在波导量子电动力学中，退相干驱动的幂律自发辐射机制，突破了传统指数衰减定律。
2026-01-09 physics.optics quant-ph
Gallium Arsenide (GaAs) Quantum Photonic Waveguide Circuits
集成量子光子学是未来实用化和大规模量子信息处理技术的一种很有前途的方法，具有在芯片上产生、操纵和测量光的复杂量子态的前景。砷化镓（GaAs）材料系统是一个很有前途的技术平台，已经成功展示了包括波导集成单光子源和集成单光子探测器在内的关键组件。然而，能够操纵光的量子态的量子线路迄今尚未在该材料系统中被研究。在这里，我们报告GaAs光子电路的单光子和双光子状态的操纵。在GaAs定向耦合器中观察到可见度为94.9 +/- 1.3%的双光子量子干涉。在利用电光Pockels效应的Mach-Zehnder干涉仪中，得到了经典干涉条纹和量子干涉条纹，其峰值分别为98.6 +/- 1.3%和84.4 +/- 1.5%。这项工作为基于GaAs材料系统的完全集成的量子技术平台铺平了道路。
2014-03-24 physics.optics quant-ph
Spin-orbit-assisted electron pairing in 1D waveguides
理解和控制相互作用费米子的输运性质是量子物理学在各种实验平台上的关键前沿。最近的实验在一维电子通道上写的$\mathrm{LaAlO_3}$ / $\mathrm{SrTiO_3}$接口的动机，我们分析了如何存在不同形式的自旋轨道耦合（SOC）可以提高电子配对在一维波导。我们首先展示了如何感受到的内在Rashba SOC的电子在接口，如$\mathrm{LaAlO_3}$ / $\mathrm{SrTiO_3}$可以减少时，他们被限制在1D。然后，我们讨论了如何可以设计SOC，并使用平均场Hartree-Fock-Bogoliubov模型，SOC可以产生和增强自旋单重态和三重态电子配对。我们的结果与最近的两组实验一致[Briggeman等人，arXiv：1912.07164; Sci. Adv. 6，eaba 6337（2020）]，据信它们设计了这项工作中研究的SOC形式，这表明金属氧化物异质结构构成了控制电子束缚态集体自旋的有吸引力的平台。然而，我们的发现也可以应用于其他实验平台，包括具有吸引力相互作用的自旋费米子，例如冷原子。
2020-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Coupling colloidal quantum dots to gap waveguides
单光子发射器和集成光子电路之间的耦合是与量子信息科学和其他纳米光子应用相关的新兴课题。我们研究了胶体量子点的混合系统与氮化硅波导系统的传播隙模之间的耦合。我们进一步利用扫描探针技术研究了系统的光态密度，发现量子点与光子电路之间存在显著的耦合。我们的研究结果表明，一个可扩展的槽波导可能作为一个有前途的平台，在未来的发展集成量子电路。
2020-03-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
SmartCut Er:LiNbO3 with high optical coherence enabling optical thickness control
能够结合具有高光学相干性的稀土离子的集成光子学对于实现高效量子换能器、紧凑量子存储器和混合量子系统是期望的。本文描述了一种基于SmartCut掺铒锂离子薄膜的光子学平台，并在稀释制冷机中研究了其在电信波长处的稳定光跃迁。在光脊波导和环形谐振腔中，获得了高达180 μ $μ$ s的光学相干时间，可与体晶体相媲美。有了这个集成平台，我们展示了可调谐的光离子相互作用和灵活的控制光学厚度，通过利用长波导，其长度在原则上是可变的。这种使用低浓度离子获得高光密度的独特能力进一步导致在厘米长的波导中观察到多回波脉冲串。我们的研究结果为稀土离子的量子信息处理提供了一个很有前途的光子平台。
2022-06-25 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Bound state of distant photons in waveguide quantum electrodynamics
自量子力学诞生以来，遥远粒子之间的量子关联一直是个谜。在这里，我们预测了一种新的束缚量子态在最简单的一维设置的两个相互作用的粒子在一个盒子。奇怪的是，两个纠缠的粒子被定域在盒子的相对边缘，尽管它们在远距离的相互作用似乎不起作用。这种状态可以在波导量子电动力学平台中实现，其中超导量子比特或冷原子阵列耦合到波导。我们演示了如何长距离波导介导的耦合，使相互作用引起的量子态分离的大距离。类似于Kitaev模型中的马约拉纳费米子，这种远距离光子的束缚态不受短程相互作用的影响，可以在强大的量子信息处理中找到应用。
2023-03-17 cond-mat.mes-hall 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
Towards integrated superconducting detectors on lithium niobate waveguides
超导探测器现在是弱光光学，特别是量子光学的成熟工具，具有高效率，快速响应和低噪声。同样，由于其高的二阶非线性，钛酸锂是集成光学的重要平台，用于高速电光调制和偏振转换，以及频率转换和量子光源。将这些技术结合起来，可以满足对单个平台的要求，该平台能够以紧凑且潜在可扩展的方式在多个自由度上生成、操纵和测量量子光。我们将报告集成钨过渡边缘传感器（TES）和非晶硅化钨超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的钛扩散锂的波导的进展。行波设计将来自波导的倏逝场耦合到超导吸收体中。我们将报告吸收的模拟和测量结果，我们可以在冷却设备之前在室温下对其进行表征。独立地，我们展示了探测器如何响应泛光照明，通常入射到设备上，展示了它们的功能。
2017-08-18 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
