CMOS工艺光芯片中量子存储器的可扩展低损耗低温封装
量子物理
2025-03-20 v1
摘要
光学连接的固态量子存储器，如金刚石中的色心，是分布式量子信息处理和网络的极具前景的平台。光子集成电路（PICs）已成为这些系统的关键使能技术，在紧凑且可扩展的平台上将量子存储器与高效的电学和光学接口集成。将这些混合芯片封装为可部署模块，同时保持低光损耗和对温度循环的鲁棒性，是其实际应用的核心挑战。我们展示了一种使用表面光栅耦合器和角度抛光光纤阵列的PIC封装方法，该方法对温度循环鲁棒，提供可扩展的信道数，适用于广泛的PIC平台和波长，并提供自动化高通量封装的途径。利用该方法，我们展示了光学和电气封装的量子存储器模块，集成所有所需的片上量子比特控制，在毫开尔文温度下运行，从光纤到量子存储器的损耗低于3dB。
引用
@article{arxiv.2503.14704,
title = {Scalable low loss cryogenic packaging of quantum memories in CMOS-foundry processed photonic chips},
author = {Robert Bernson and Alex Witte and Genevieve Clark and Kamil Gradkowski and Jeffrey Yang and Matt Saha and Matthew Zimmermann and Andrew Leenheer and Kevin Chen and Gerald Gilbert and Matt Eichenfield and Dirk Englund and Peter O'Brien},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.14704},
year = {2025}
}