基于 SPAD 阵列与多模光纤的大尺度可重构量子电路
量子物理
2023-05-26 v1 光学
摘要
可重编程的线性光学电路是光子量子技术实现的基本要素。集成光学为可调光子电路提供了天然平台，但在涉及高维和高连通性时面临挑战。在此，我们利用波前整形结合多模光纤中的模式混合，对光子的空间模式进行高维线性变换，并使用时间标记单光子雪崩二极管（SPAD）阵列测量光子关联。为证明我们的方法对量子技术的适用性，我们在可调复杂线性网络中演示了双光子干涉——即 Hong-Ou-Mandel 干涉向 22 个输出端口的推广。我们通过量化理想光子关联与针对不同线性变换实验获得的关联之间的相似度，研究了该方法的可扩展性。我们的结果展示了波前整形在复杂介质中与 SPAD 阵列结合用于实现高维可重构量子电路的潜力。具体而言，在使用 22 个探测器和随机电路时，我们对不可区分光子对实现了 的相似度，对可区分光子对实现了 的相似度。这些结果强调了我们方法的可扩展性与可重编程特性。
引用
@article{arxiv.2305.16206,
title = {Large Reconfigurable Quantum Circuits with SPAD Arrays and Multimode Fibers},
author = {Adrian Makowski and Michał Dąbrowski and Ivan Michel Antolovic and Claudio Bruschini and Hugo Defienne and Edoardo Charbon and Radek Lapkiewicz and Sylvain Gigan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.16206},
year = {2023}
}