基于氟化钨原子传感器的室温光子量子计算：集成硅光子学中的德氏硅单光子雪崩二极管
量子物理
2024-09-18 v2 仪器与探测器
摘要
大多数甚至全部基于光子量子计算（PQC）的系统都依赖于低于 4 K 工作温度的铍（Nb）制备的超导纳米线单光子探测器（SNSPDs）。本文提出并分析了 300 K 集成硅光子学中的氟化钨硅（GeSi）单光子雪崩二极管（SPADs），其基于最近在室温下工作的 normal-incidence GeSi SPADs 实现，显示其在具有合理时间门控窗口解决暗计数率（DCR）问题的前提下，对于 PQC 的一系列指标性能与 SNSPDs 相当。通过部署空间复用 M 倍波导阵列的 M 个 GeSi SPADs，使这些 SPADs 成为光子数分辨雪崩二极管（PNRADs）。使用内嵌波导随机四波混合（SFWM）源和波导场可编程干涉仪网格（FPIM）电路，结合高性能指标的 SPADs 和 PNRADs，本文预测了该 PQC 架构在室温下能够实现高性能量子计算。
引用
@article{arxiv.2405.04763,
title = {Room-temperature photonic quantum computing in integrated silicon photonics with germanium-silicon single-photon avalanche diodes},
author = {Neil Na and Chou-Yun Hsu and Erik Chen and Richard Soref},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.04763},
year = {2024}
}