Ingeniería de estructuras fotónicas integradas con retículas sublongitud de onda para aplicaciones cuánticas

La fotónica cuántica ha surgido como un motor clave para avanzar en aplicaciones, como la comunicación cuántica y la detección, que aprovechan el potencial de los efectos cuánticos más allá de las capacidades clásicas. Los circuitos integrados fotónicos favorecen tales implementaciones al proporcionar baja pérdida y estabilidad interferométrica. No obstante, para aprovechar completamente estas ventajas, se deben abordar dos desafíos importantes: acoplamiento de luz de fibra a chip altamente eficiente y detección de un solo fotón integrada en guía de ondas. En este trabajo, utilizamos metamateriales de retícula sublongitud de onda (SWG) para diseñar (i) nuevos acopladores fuera del chip que permiten una eficiencia de acoplamiento subdB y (ii) un nuevo concepto de detector de un solo fotón basado en nanowires superconductores (SNSPD) que presenta una absorción de fotones mejorada y una detección rápida.