超低損失統合フォトニクスによって明るく、狭帯域な光子ペア源が実現

光子ペア源は、フォトニック量子システムの重要な構成要素です。カーノンの非線形性とキャビティ強化自発的四波混合を活用することで、フォトニック集積回路上に構築されたマイクロ共振器を使用してチップスケールの光子ペア源を作成できます。実用的な応用には、高いマイクロ共振器品質係数Qが必要であり、光子ペア源の明るさを高め、スペクトル幅を減少させることが求められます。前者はQ^4に比例し、後者はQに反比例します。ここでは、統合されたマイクロ共振器ベースの狭帯域光子ペア源を示します。この統合されたマイクロ共振器は、シリコンナイトライドでできており、標準CMOSファウンドリプロセスを用いて製造され、0.03 dB/cmまでの超低損失と10^7を超える内因性Q係数を特徴としています。この光子ペア源は、1.17×10^9 Hz/mW^2/GHzの明るさと25.9 MHzのスペクトル幅を持ち、どちらもシリコンフォトニクスに基づく量子光源としては記録的な値です。また、0.0037 (5)の告知された二次相関g₇^(2)(0)を持つ告知された単一光子源や、0.973 (9)の生の可視性を持つエネルギー-時間絡み合い源を可能にします。我々の研究は、超低損失統合フォトニクスが新しい量子光源や回路を創造し、量子通信やネットワークへの効率的でコンパクト、頑強なインターフェースを促進するグローバルな潜在能力を示しています。”},{