Das Forschungsteam unter der Leitung des Akademikers Guo Guangcan und Prof. Ren SFWM)-Effekt. Die Ergebnisse werden veröffentlicht in Optik.
Quantenphotonische integrierte Schaltkreise (QPICs) mit ihrer extrem hohen Phasenstabilität und Rekonfigurierbarkeit sind leistungsstarke Plattformen, die eine breite Palette von Quanteninformationsanwendungen mit bedeutenden Bausteinen vorangetrieben haben und zu möglichen Kandidaten für die Verbindung verschiedener Quantensysteme mit hybriden integrierten Techniken werden.
Aktuelle Untersuchungen zu QPICs konzentrieren sich hauptsächlich auf den Betrieb bei Umgebungstemperaturen, während viele Quantenkomponenten unter kryogenen Bedingungen betrieben werden müssen. Darüber hinaus müssen Quantentechnologien untereinander kompatibel sein, um ein skalierbares photonisches Quantencomputing und eine Schnittstelle zwischen verschiedenen Quantensystemen zu ermöglichen. Daher sollten QPICs, die für Raumtemperatur ausgelegt sind, insbesondere solche mit nichtlinearen Prozessen, in kryogenen Umgebungen arbeiten können.
Die Forscher haben den SFWM-Effekt aufgrund seiner herausragenden Leistung in einer Vielzahl nichtlinearer Prozesse und Quantenanwendungen ins Auge gefasst. Durch die Untersuchung des SFWM-Effekts in einem integrierten Siliziumwellenleiter unter kryogenen Betriebsbedingungen gelang ihnen ein Durchbruch. Sie zeigten, dass der Effekt für die Erzeugung quantenphotonischer Quellen immer noch gut geeignet ist.
Anschließend untersuchten die Forscher das Rauschen aus der Vorbereitung der Photonenpaarquelle, wobei kryogene Photonenpaare erzeugt und mit einer Bandbreite von ~2 THz experimentell verifiziert wurden.
Schließlich untersuchten sie mit Hilfe eines Michelson-Interferometers frequenzgemultiplexte Energie-Zeit-verschränkte Zustände.
Forscher des USTC präsentierten einen wichtigen Teil der kryogenen nichtlinearen Photonik durch die Herstellung kryogener integrierter quantenverschränkter Lichtquellen. Die Ergebnisse werden integrierten skalierbaren Quanteninformationsanwendungen zugute kommen. Genau wie die Rezensenten von Optik Laut Aussage liefert dieses Papier nützliche Einblicke in die Untersuchung integrierter Quantenoptik in kryogenen Umgebungen.
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Lan-Tian Feng et al., Verschränkungserzeugung mittels kryogener integrierter Vierwellenmischung, Optik (2023). DOI: 10.1364/OPTICA.476712