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基于氮化硅波导的8×8可重构量子光子处理器。

8×8 reconfigurable quantum photonic processor based on silicon nitride waveguides.

作者信息

Taballione Caterina, Wolterink Tom A W, Lugani Jasleen, Eckstein Andreas, Bell Bryn A, Grootjans Robert, Visscher Ilka, Geskus Dimitri, Roeloffzen Chris G H, Renema Jelmer J, Walmsley Ian A, Pinkse Pepijn W H, Boller Klaus-J

出版信息

Opt Express. 2019 Sep 16;27(19):26842-26857. doi: 10.1364/OE.27.026842.

DOI:10.1364/OE.27.026842
PMID:31674557
Abstract

The development of large-scale optical quantum information processing circuits ground on the stability and reconfigurability enabled by integrated photonics. We demonstrate a reconfigurable 8×8 integrated linear optical network based on silicon nitride waveguides for quantum information processing. Our processor implements a novel optical architecture enabling any arbitrary linear transformation and constitutes the largest programmable circuit reported so far on this platform. We validate a variety of photonic quantum information processing primitives, in the form of Hong-Ou-Mandel interference, bosonic coalescence/anti-coalescence and high-dimensional single-photon quantum gates. We achieve fidelities that clearly demonstrate the promising future for large-scale photonic quantum information processing using low-loss silicon nitride.

摘要

大规模光学量子信息处理电路的发展基于集成光子学所实现的稳定性和可重构性。我们展示了一种基于氮化硅波导的用于量子信息处理的可重构8×8集成线性光学网络。我们的处理器实现了一种新颖的光学架构,能够实现任何任意线性变换,并且是该平台上迄今为止报道的最大的可编程电路。我们以Hong-Ou-Mandel干涉、玻色子合并/反合并以及高维单光子量子门的形式验证了各种光子量子信息处理原语。我们实现的保真度清楚地证明了使用低损耗氮化硅进行大规模光子量子信息处理的光明前景。

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