具有微米级阻塞半径的偶极极化子的电可调量子关联

光子系统对单光子的极端但可重构的非线性响应，是实现光子量子计算的基本构件——通用双光子门的关键。然而，这种以光子阻塞效应为特征的响应目前仅在难以扩展的原子系统或固态系统中实现。在此，我们展示了半导体芯片上偶极波导极化子中电可调的部分光子阻塞，并通过光子关联进行测量。值得注意的是，与未极化的极化子相比，这些“偶极光子”表现出强两个数量级的非线性，提取的偶极阻塞半径超过 4 $\mu$m，远大于光学波长，且与原子 Rydberg 极化子相当。此外，我们表明，仅通过调节栅极电压即可实现偶极相互作用的电学切换和局部配置。最后我们表明，通过对设计进行简单修改，有望实现完全光子阻塞，为具有强双光子非线性的可扩展、可重构、芯片集成的量子光子电路开辟了一条新途径。