面向可见光量子光子电路的超低损耗压电光声学硅氮平台

光子量子计算协议对被动光学特性（如极低损耗和相应的大型电路深度）以及主动光学特性（如高 reconfiguring 速率、低功耗散耗和最小串扰）提出了严苛要求。同时，许多量子光子资源状态发生器（如单光子源和量子存储器）需要在可见光波段工作。这些要求使得CMOS制造的超低损耗、低约束硅氮波导的被动光学特性尤为吸引人。然而，基于热光调制的传统主动特性受到高串扰、慢速调制速率和高功耗散耗的困扰。尽管近期已演示了基于压电光声学的CMOS制造、可见光波段、主动光子电路，解决了上述主动功能挑战，但这些系统采用的是高约束波导，目前展示的损耗为 $0.3$-$1~\mathrm{dB/cm}$，难以实现可扩展量子算法所需的电路深度。本文演示了将压电光声学actuation与低约束、超低损耗硅氮平台相结合，既解决了可扩展性挑战，又实现了可见波长下的高性能主动功能。该平台在 $780~\mathrm{nm}$ 处实现传播损耗 $0.026~\mathrm{dB/cm}$，调制带宽达 MHz 范围，相移器电压-长度积 ($V_\pi L$) 约为 $2.8~\mathrm{V\cdot m}$，且抖动可忽略不计。我们进一步演示了基于螺旋相位移器的可重构马赫-齐耳 interferometer，每个相位移器损耗仅为 $0.63~\mathrm{dB}$。