一种基于玻璃平台的低损耗、24 模态激光书写通用光子处理器
量子物理
2025-07-31 v2 应用物理
光学
摘要
我们报告了首个通过亚秒激光书写（FLW）实现的 24 模态通用光子处理器（UPP），标志着迄今为止最复杂的 UPP。该设备针对 925 nm 量子点发射进行优化，平均总插入损耗仅为 4.35 dB，使其可直接应用于先进的多光子量子实验。利用 FLW 的多样性，我们引入了悬挂波导和精确制造的二维和三维微结构，显著增强了热隔离并最小化了功耗散耗。因此，该处理器在低于 10 W 的功率下即可运行，只需一个简单的热电冷却器即可实现稳定的热管理。经校准后，该设备实现了 Haar 随机单位变换，幅度保真度达 99.7%。本工作将 FLW 基于的集成光子学确立为一个可扩展且稳健的平台，用于推进量子计算、通信和感知技术的发展。
关键词
引用
@article{arxiv.2505.01609,
title = {A low-loss, 24-mode laser-written universal photonic processor in a glass-based platform},
author = {Andrea Barzaghi and Maëlle Bénéfice and Francesco Ceccarelli and Giacomo Corrielli and Valerio Galli and Marco Gardina and Vittorio Grimaldi and Jakub Kaczorowski and Francesco Malaspina and Roberto Osellame and Ciro Pentangelo and Andrea Rocchetto and Alessandro Rudi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01609},
year = {2025}
}
备注
Updated Haar-random implementation measurements with slightly improved ones. Updated figure 4 with new measurement data