面向光子量子技术的单光子源可扩展反馈控制

大规模量子技术需要对许多独立量子系统进行精细控制。通常，此类系统对环境涨落非常敏感，且通过测量诊断误差会造成不可避免的扰动。在本工作中，我们提出一种原位频率锁定技术，基于微环谐振腔监测并校正单光子源中的频率变化。通过使用光子产生所需的相同经典激光场作为探测以诊断谐振腔频率变化，我们的协议在光学量子计算并行过程中应用反馈控制来校正光子频率误差，而不扰动物理量子比特。我们在硅光子器件上实现了该技术，并在施加环境噪声的情况下展示了亚 1 pm 的频率稳定，对应于光子线宽 <1 % 的分数频率漂移。利用这些方法，我们展示了反馈控制的量子态工程。通过跨单个芯片或芯片网络分配单个本地振荡器，我们的方法实现了大规模光子量子技术中许多单光子源的频率锁定。