利用光子集成电路路由囚禁离子的单光子
量子物理
2022-03-17 v2 原子物理
光学
摘要
囚禁离子因其长寿命的量子比特相干时间以及高保真度的单量子比特和双量子比特门，是可扩展量子网络节点的有力候选者。未来基于囚禁离子的量子网络将需要一种可扩展的方式在不同节点间路由光子。代工厂制造的光子集成电路为此问题提供了紧凑的解决方案。然而，这些电路通常在电信波长下工作，与囚禁离子的强偶极发射不兼容。在这项工作中，我们展示了利用光子集成电路对囚禁离子的单光子进行路由。我们采用量子频率转换将离子的发射匹配到代工厂制造的氮化硅光子集成电路的工作波长，实现了通过器件的总传输率为 310.9%。利用可编程移相器，我们将单光子在电路的输出通道间切换，并展示了 50/50 分束条件。这些结果向着大规模量子网络与分布式量子计算机中的可编程路由和纠缠分发迈出了重要一步。
引用
@article{arxiv.2203.08048,
title = {Routing Single Photons from a Trapped Ion Using a Photonic Integrated Circuit},
author = {Uday Saha and James D. Siverns and John Hannegan and Mihika Prabhu and Qudsia Quraishi and Dirk Englund and Edo Waks},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.08048},
year = {2022}
}