基于单光子源的色心中心制造的耦合集成光子量子记忙单元

光子量子记忆单元提供一种测量诱导的非线性和历史依赖量子动力学途径。迄今为止的实验演示仅聚焦于单个器件或简单的级联器件配置。本文实现并表征了两个耦合的光子量子记忆单元网络，采用越过反馈的配置，集成在硅氮光子集成电路上，由基于硅空位色心SiV⁻嵌在纳米金刚石中的室温单光子源供给。每个记忆单元由一个集成马赫-ゾンデン干涉仪构成，其传递函数由另一个记忆单元上的光子探测事件自适应更新，从而产生新颖的非马尔可夫输入输出动力学，相较于单个器件显示更强的记忆行为。特别地，我们报告了记忆单元之间输入输出滞回曲线，表现出更大的形状因子和呈自相交环路，分别揭示了显著的双稳态和拓扑非平凡记忆动力学。此外，数值模拟显示，这些特征从记忆深度与相对输入相位之间的相互作用中产生，涵盖了内部和记忆单元之间的输入输出关系。我们的结果确立了耦合集成光子量子记忆单元作为可扩展非线性构件，凸显其在实施紧凑型量子神经形态和储备计算架构中的潜力。