Везде
Нанофотонный светоделитель на квантовых точках с ферстеровской связью
Оглавление
Аннотация Оценить Содержание публикации
Библиография Комментарии
Поделиться
QR
Метрика
Нанофотонный светоделитель на квантовых точках с ферстеровской связью
Аннотация
Код статьи
S0544126924050023-1
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Цуканов А. В.  
Аффилиация: НИЦ «Курчатовский институт» – ФТИАН им. К.А. Валиева
Катеев И. Ю.
Аффилиация: НИЦ «Курчатовский институт» – ФТИАН им. К.А. Валиева
Выпуск
Том 53 Номер выпуска 5
Страницы
362-374
Аннотация
В работе описывается схема квантового светоделителя, преобразующего состояние пространственного фотонного кубита на двух модах за счет обмена энергией между модами и квантовыми точками. Контролируя время взаимодействия, можно получить требуемую суперпозицию базисных однофотонных состояний кубита на выходе устройства. Кроме того, светоделитель позволяет генерировать запутанные двухфотонные NOON-состояния. Использование эффекта Ферстера для управления обменом энергией между КТ дает возможность увеличить межмодовое расстояние и подавить нежелательное прямое взаимодействие мод. В качестве примера был рассмотрен светоделитель на основе двумерного фотонного кристалла с температурной и структурной настройкой частот.
Ключевые слова
квантовая точка светоделитель эффект Ферстера фотонный кристалл волновод
Источник финансирования
Работа выполнена в рамках Государственного задания ФТИАН им. К. А. Валиева РАН Минобрнауки РФ по теме № FFNN-2022-0016 «Фундаментальные и прикладные исследования в области разработки методов высокоточного моделирования и контроля элементной базы квантовых компьютеров».
Классификатор
Получено
23.02.2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
23
Оценка читателей
0.0 (0 голосов)
Цитировать   Скачать pdf

Библиография

1. Moody G., Sorger V.J., Blumenthal D.J., Juodawlkis P.W., Loh W., Sorace-Agaskar C., Jones A.E., Balram K.C., Matthews J.C.F., Laing A., Davanco M., Chang L., Bowers J.E., Quack N., Galland C., Aharonovich I., Wolff M.A., Schuck C., Sinclair N., Lončar M., Komljenovic T., Weld D., Mookherjea S., Buckley S., Radulaski M., Reitzenstein S., Pingault B., Machielse B., Mukhopadhyay D., Akimov A., Zheltikov A., Agarwal G.S., Srinivasan K., Lu J., Tang H.X., Jiang W., McKenna T.P., Safavi-Naeini A.H., Steinhauer S., Elshaari A.W., Zwiller V., Davids P.S., Martinez N., Gehl M., Chiaverini J., Mehta K.K., Romero J., Lingaraju N.B., Weiner A.M., Peace D., Cernansky R., Lobino M., Diamanti E., Vidarte L.T., Camacho R.M. 2022 Roadmap on integrated quantum photonics // J. Phys. Photon. 2022. V. 4. P. 012501.

2. Adcock J.C., Bao J., Chi Y., Chen X., Bacco D., Gong Q., Oxenløwe L.K., Wang J., Ding Y. Advances in silicon quantum photonics // IEEE Journal Of Selected Topics of Quantum Electronics. 2020. V. 27. P. 1.

3. Dietrich C.P., Fiore A., Thompson M.G., Kamp M., Höfling S. GaAs integrated quantum photonics: Towards compact and multi-functional quantum photonic integrated circuits // Las. Photon. Rev. 2016. V. 10. P. 870.

4. Elshaari A.W., Pernice W., Srinivasan K., Benson O., Zwiller V. Hybrid integrated quantum photonic circuits // Nat. Photon. 2020. V. 14. P. 285.

5. Bogdanov S., Shalaginov M.Y., Boltasseva A., Shalaev V.M. Material platforms for integrated quantum photonics // Opt. Nat. Expr. 2017. V. 7. P. 111.

6. Kim J.H., Aghaeimeibodi S., Carolan J., Englund D., Waks E. Hybrid integration methods for on-chip quantum photonics // Optica. 2020. V. 7. P. 291.

7. Raimond J.M., Brune M., Haroche S. Colloquium: Manipulating quantum entanglement with atoms and photons in a cavity // Rev. Mod. Phys. 2001. V. 73. P. 565.

8. Shu J., Zou X.B., Xiao Y.F., Guo G.C. Quantum phase gate of photonic qubits in a cavity QED system // Phys. Rev. A. 2007. V. 75. P. 044302.

9. Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Квантовые вычисления на квантовых точках в полупроводниковых микрорезонаторах. Часть I. // Микроэлектроника. 2014. Т. 43. С. 323.

10. Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Квантовые вычисления на квантовых точках в полупроводниковых микрорезонаторах. Часть II. // Микроэлектроника. 2014. Т. 43. С. 403.

11. Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Квантовые вычисления на квантовых точках в полупроводниковых микрорезонаторах. Часть III. // Микроэлектроника. 2015. Т. 44. С. 79.

12. Chuang I.L., Yamamoto Y. A simple quantum computer // Phys. Rev. A. 1995. V. 52. P. 3489.

13. Cerf N.J., Adami C., Kwiat P.G. Optical simulation of quantum logic // Phys. Rev. A. 1998. V. 57. P. R1477.

14. Johne R., Fiore A. Proposal for a two-qubit quantum phase gate for quantum photonic integrated circuits // Phys. Rev. A. 2012. V. 86. P. 063815.

15. Gazzano O., Almeida M.P., Nowak A.K., Portalupi S.L., Lemaȋtre A., Sagnes I., White A.G., Senellart P. Entangling quantum-logic gate operated with an ultrabright semiconductor single-photon source // Phys. Rev. Lett. 2013. V. 110. P. 250501.

16. Lee J.M., Lee W.J., Kim M.S., Cho S.W., Ju J.J., Navickaite G., Fernandez J. Controlled-NOT operation of SiN-photonic circuit using photon pairs from silicon-photonic circuit // Opt. Commun. 2022. V. 509. P. 127863.

17. Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Квантовый вентиль CNOT на пространственных фотонных кубитах с резонансным электрооптическим контролем // Микроэлектроника. 2024. Т. 53. С. 296.

18. Цуканов А.В. Принцип измерения электронной населенности квантовой точки с помощью однофотонного транзистора на основе массива квантовых точек // Квант. электроника. 2021. Т. 51. С. 718.

19. Цуканов А.В., Катеев И.Ю. Взаимодействие массива одноэлектронных квантовых точек с полем микрорезонатора с учетом кулоновских корреляций // Квантовая электроника. 2022. Т. 52. С. 474.

20. Tsukanov A.V., Kateev I.Yu. Optical measurement of a quantum dot state in a microdisk by a Stark transducer // Laser Phys. Lett. 2022. V. 19. P. 086201.

21. Bromberg Y., Lahini Y., Silberberg Y. Bloch oscillations of path-entangled photons // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 105. P. 263604.

22. Chen X., Fu Z., Gong Q., Wanga J. Quantum entanglement on photonic chips: a review // Adv. Photon. 2021. V. 3. P. 064002.

23. Tsukanov A.V., Kateev I.Yu. Generation of spatially entangled states in a photonic molecule containing a quantum dot // Las. Phys. Lett. 2023. V. 20. 116201.

24. Baker C., Belacel C., Andronico A., Senellart P., Lemaitre A., Galopin E., Ducci S., Leo G., Favero I. Critical optical coupling between a GaAs disk and a nanowaveguide suspended on the chip // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99. P. 151117.

25. Nozaki K., Shinya A., Matsuo S., Suzaki Y., Segawa T., Sato T., Kawaguchi Y., Takahashi R., Notomi M. Ultralow-power all-optical RAM based on nanocavities // Nat. Photon. 2012. V. 6. P. 248.

26. Notomi M., Shinya A., Nozaki K., Tanabe T., Matsuo S., Kuramochi E., Sato T., Taniyama H., Sumikura H. Low-power nanophotonic devices based on photonic crystals towards dense photonic network on chip // IET Circ. Device Syst. 2011. V. 5. P. 84.

27. Baba T., Kawasaki T., Sasaki H., Adachi J., Mori D. Large delay-bandwidth product and tuning of slow light pulse in photonic crystal coupled waveguide // Opt. Expr. 2008. V. 16. P. 9245.

28. Kondo K., Shinkawa M., Hamachi Y., Saito Y., Arita Y., Baba T. Ultrafast slow-light tuning beyond the carrier lifetime using photonic crystal waveguides // Phys. Rev. Lett. 2013. V. 110. P. 053902.

29. Tanabe T., Notomi M., Kuramochi E., Shinya A., Taniyama H. Trapping and delaying photons for one nanosecond in an ultrasmall high-Q photonic-crystal nanocavity // Nat. Photon. 2007. V. 1. P. 49.

30. Lu T.W., Lin P.T., Sio K.U., Lee P.T. Optical sensing of square lattice photonic crystal point-shifted nanocavity for protein adsorption detection // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 96. P. 213702.

31. Hennessy K., Högerle C., Hu E., Badolato A., Imamolu A. Tuning photonic nanocavities by atomic force microscope nanooxidation // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 89. P. 041118.

32. Strauf S., Rakher M.T., Carmeli I., Hennessy K., Meier C., Badolato A., DeDood M.J.A., Petroff P.M., Hu E.L., Gwinn E.G., Bouwmeester D. Frequency control of photonic crystal membrane resonators by monolayer deposition // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 88. P. 043116.

33. Faraon A., Vučković J. Local temperature control of photonic crystal devices via micron scale electrical heaters // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 95. P. 043102.

34. Faraon A., Englund D., Fushman I., Vučković J. Local quantum dot tuning on photonic crystal chips // Appl. Phys. Lett. 2007. V. 90. P. 213110.

35. Properties of Gallium Arsenide, 2nd ed., EMIS Datareview Series (INSPEC, London, U.K., 1990), p. 18.

36. Della Corte F.G., Cocorullo G., Iodice M., Rendina I. Temperature dependence of the thermo-optic coefficient of InP, GaAs, and SiC from room temperature to 600 K at the wavelength of 1.5 μm // Appl. Phys. Lett. – 2000. – V. 77. – P. 1614.

37. Bayindir M., Temelkuran B., Ozbay E. Tight-binding description of the coupled defect modes in three-dimensional photonic crystals // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. P. 2140.

Комментарии

Сообщения не найдены

Написать отзыв
Перевести