stringtranslate.com

Fotónica cuántica integrada

La fotónica cuántica integrada utiliza circuitos integrados fotónicos para controlar estados cuánticos fotónicos para aplicaciones en tecnologías cuánticas . [1] [2] Como tal, la fotónica cuántica integrada proporciona un enfoque prometedor para la miniaturización y el escalado de circuitos cuánticos ópticos . [3] La principal aplicación de la fotónica cuántica integrada es la tecnología cuántica : por ejemplo, computación cuántica , [4] comunicación cuántica , simulación cuántica , [5] [6] [7] [8] paseos cuánticos [9] [10] y metrología cuántica . [11]

Historia

La óptica lineal no se consideró una plataforma tecnológica potencial para la computación cuántica hasta el trabajo seminal de Knill, Laflamme y Milburn, [12] que demostró la viabilidad de las computadoras cuánticas ópticas lineales utilizando detección y retroalimentación para producir puertas deterministas de dos cúbits. Después de esto, hubo varias demostraciones experimentales de prueba de principio de puertas de dos cúbits realizadas en óptica masiva. [13] [14] [15] Pronto quedó claro que la óptica integrada podría proporcionar una poderosa tecnología habilitadora para este campo emergente. [16] Los primeros experimentos en óptica integrada demostraron la viabilidad del campo a través de demostraciones de interferencia clásica y no clásica de alta visibilidad. Normalmente, los componentes ópticos lineales como acopladores direccionales (que actúan como divisores de haz entre modos de guía de ondas) y desfasadores para formar interferómetros Mach-Zehnder anidados [17] [18] [19] se utilizan para codificar un cúbit en el grado de libertad espacial. Es decir, un único fotón se encuentra en superposición entre dos guías de onda, donde los estados cero y uno del qubit corresponden a la presencia del fotón en una u otra guía de onda. Estos componentes básicos se combinan para producir estructuras más complejas, como puertas entrelazadas y circuitos cuánticos reconfigurables. [20] [21] La reconfigurabilidad se logra mediante el ajuste de los desfasadores, que se manipulan mediante el uso de elementos termo o electroópticos. [22] [23] [24] [25]

Otro campo de investigación en el que la óptica integrada resultará fundamental es la comunicación cuántica y se ha caracterizado por un amplio desarrollo experimental que demuestra, por ejemplo, la distribución de claves cuánticas (QKD), [26] [27] relés cuánticos basados ​​en intercambio de entrelazamientos y repetidores cuánticos.

Desde el nacimiento de la óptica cuántica integrada, los experimentos han abarcado desde demostraciones tecnológicas, por ejemplo fuentes integradas de fotones individuales [28] [29] [30] y detectores integrados de fotones individuales [31] , hasta pruebas fundamentales de la naturaleza [32] [33] , nuevos métodos para la distribución de claves cuánticas [34] y la generación de nuevos estados cuánticos de luz. [35] También se ha demostrado que un único dispositivo integrado reconfigurable es suficiente para implementar el campo completo de la óptica lineal, mediante el uso de un interferómetro universal reconfigurable. [20] [36] [37]

A medida que el campo ha avanzado, se han desarrollado nuevos algoritmos cuánticos que proporcionan rutas a corto y largo plazo hacia la demostración de la superioridad de las computadoras cuánticas sobre sus contrapartes clásicas. La computación cuántica de estados de clúster ahora se acepta generalmente como el enfoque que se utilizará para desarrollar una computadora cuántica completamente desarrollada. [38] Si bien el desarrollo de la computadora cuántica requerirá la síntesis de muchos aspectos de la óptica integrada, el muestreo de bosones [39] busca demostrar el poder del procesamiento de información cuántica a través de tecnologías fácilmente disponibles y, por lo tanto, es un algoritmo muy prometedor a corto plazo para hacerlo. De hecho, poco después de su introducción, hubo varias demostraciones experimentales a pequeña escala de la efectividad del algoritmo de muestreo de bosones [40] [41] [42] [43]

Introducción

La fotónica cuántica es la ciencia de generar, manipular y detectar luz en regímenes donde es posible controlar coherentemente cuantos individuales del campo de luz (fotones). [44] Históricamente, la fotónica cuántica ha sido fundamental para explorar los fenómenos cuánticos, por ejemplo con la paradoja EPR y los experimentos de prueba de Bell . [45] [46] También se espera que la fotónica cuántica desempeñe un papel central en el avance de tecnologías futuras, como la computación cuántica , la distribución de claves cuánticas y la metrología cuántica . [47] Los fotones son portadores particularmente atractivos de información cuántica debido a sus propiedades de baja decoherencia, transmisión a la velocidad de la luz y facilidad de manipulación. Los experimentos de fotónica cuántica tradicionalmente involucraban tecnología de "óptica en masa": componentes ópticos individuales (lentes, divisores de haz, etc.) montados en una gran mesa óptica , con una masa combinada de cientos de kilogramos.

La aplicación de circuitos fotónicos cuánticos integrados a la fotónica cuántica [1] se considera un paso importante en el desarrollo de una tecnología cuántica útil. Los circuitos fotónicos de matriz única ofrecen las siguientes ventajas con respecto a la óptica masiva:

  1. Miniaturización: el tamaño, el peso y el consumo de energía se reducen en órdenes de magnitud en virtud del menor tamaño del sistema.
  2. Estabilidad : los componentes miniaturizados producidos con técnicas litográficas avanzadas producen guías de ondas y componentes que son inherentemente estables en fase (coherentes) y no requieren alineación óptica.
  3. Tamaño del experimento : Se pueden integrar grandes cantidades de componentes ópticos en un dispositivo que mide unos pocos centímetros cuadrados.
  4. Capacidad de fabricación : los dispositivos se pueden fabricar en grandes volúmenes a un coste mucho menor.

Al basarse en técnicas de fabricación bien desarrolladas, los elementos empleados en la fotónica cuántica integrada son más fácilmente miniaturizables y los productos basados ​​en este enfoque pueden fabricarse utilizando procesos y métodos de producción existentes.

Materiales

El control de los fotones se puede lograr con dispositivos integrados que pueden realizarse en diversos sustratos materiales como sílice, silicio , arseniuro de galio , niobato de litio , fosfuro de indio y nitruro de silicio .

Sílice

Tres métodos para utilizar sílice:

  1. Hidrólisis de llama.
  2. Fotolitografía .
  3. Escritura directa: utiliza un único material y un láser (un láser controlado por ordenador "daña" el vidrio manipulando el foco y la trayectoria del láser para crear líneas de circuito alterando el índice de refracción del material a lo largo de esa trayectoria, produciendo así guías de ondas). Este método tiene la ventaja de no necesitar una sala limpia y es el método más común en la actualidad para fabricar guías de ondas de sílice. También es excelente para la creación rápida de prototipos y se ha utilizado con ventaja en varias demostraciones de fotónica topológica. [48]

Los principales desafíos de la plataforma de sílice son el bajo contraste del índice de refracción, la falta de capacidad de ajuste activo después de la fabricación (a diferencia de todos los demás sustratos) y la dificultad de producción en masa con reproducibilidad y alto rendimiento debido a la naturaleza en serie del proceso de inscripción.

Silicio

Una gran ventaja de utilizar silicio es que los circuitos se pueden ajustar activamente utilizando microcalentadores térmicos integrados o moduladores de pin , después de que se hayan fabricado los dispositivos. El otro gran beneficio del silicio es su compatibilidad con la tecnología CMOS , que permite aprovechar la infraestructura de fabricación madura de la industria de la electrónica de semiconductores. Sin embargo, las estructuras difieren de las electrónicas modernas, ya que son fácilmente escalables. El silicio tiene un índice de refracción realmente alto de ~3,5 en la longitud de onda de 1550 nm que se usa comúnmente en telecomunicaciones ópticas . Por lo tanto, ofrece una de las densidades de componentes más altas en fotónica integrada. El gran contraste en el índice de refracción con el vidrio (1,44) permite que las guías de ondas formadas de silicio rodeadas de vidrio tengan curvas muy cerradas, lo que permite una alta densidad de componentes y un tamaño de sistema reducido. Se pueden obtener comercialmente obleas grandes de silicio sobre aislante (SOI) de hasta 300 mm de diámetro, lo que hace que la tecnología esté disponible y sea reproducible. Muchos de los sistemas más grandes (hasta varios cientos de componentes) se han demostrado en la plataforma de fotónica de silicio, con hasta ocho fotones simultáneos, generación de estados de grafo (estados de clúster) y hasta 15 qubits dimensionales ). [49] [50] Las fuentes de fotones en circuitos de guía de ondas de silicio aprovechan la no linealidad de tercer orden del silicio para producir pares de fotones en una mezcla espontánea de cuatro ondas. El silicio es opaco para longitudes de onda de luz por debajo de ~1200 nm, lo que limita la aplicabilidad a los fotones infrarrojos. Los moduladores de fase basados ​​en fases termo-ópticas y electro-ópticas son característicamente lentos (KHz) y con pérdidas (varios dB) respectivamente, lo que limita las aplicaciones y la capacidad de realizar mediciones de avance para la computación cuántica.

Niobato de litio

El niobato de litio ofrece una gran no linealidad óptica de segundo orden , lo que permite la generación de pares de fotones a través de una conversión descendente paramétrica espontánea . Esto también se puede aprovechar para manipular la fase y realizar la conversión de modo a altas velocidades, y ofrece una ruta prometedora para la retroalimentación para la computación cuántica, fuentes de fotones individuales multiplexadas (deterministas). Históricamente, las guías de onda se definen utilizando indifusión de titanio, lo que da como resultado guías de onda grandes (radio de curvatura grande). [51]

Materiales III-V sobre aislante

Las guías de ondas fotónicas fabricadas a partir de materiales del grupo III-V sobre aislante, como (Al)GaAs e InP, proporcionan algunas de las mayores no linealidades de segundo y tercer orden, un gran contraste de índice de refracción que proporciona un gran confinamiento modal y amplios intervalos de banda óptica que dan como resultado una absorción de dos fotones insignificante en longitudes de onda de telecomunicaciones. Los materiales III-V son capaces de producir componentes pasivos de baja pérdida y activos de alta velocidad, como ganancia activa para láseres en chip, moduladores electroópticos de alta velocidad (efectos Pockels y Kerr) y detectores en chip. En comparación con otros materiales como sílice, silicio y nitruro de silicio, la gran no linealidad óptica, simultáneamente con la baja pérdida de la guía de ondas y el estricto confinamiento modal, ha dado como resultado la generación de pares de fotones entrelazados ultrabrillantes a partir de resonadores de microring. [52]

Fabricación

Las tecnologías de fabricación convencionales se basan en procesos fotolitográficos , que permiten una gran miniaturización y producción en masa. En aplicaciones de óptica cuántica también ha desempeñado un papel relevante la inscripción directa de los circuitos mediante láseres de femtosegundos [53] o láseres UV; [17] se trata de tecnologías de fabricación de bajo volumen, que resultan especialmente convenientes para fines de investigación en los que se deben probar diseños novedosos con un plazo de fabricación rápido.

Sin embargo, las guías de ondas escritas con láser no son adecuadas para la producción en masa y la miniaturización debido a la naturaleza serial de la técnica de inscripción y debido al contraste de índice de refracción muy bajo permitido por estos materiales, a diferencia de los circuitos fotónicos de silicio. Los circuitos cuánticos escritos con láser de femtosegundos han demostrado ser particularmente adecuados para la manipulación del grado de libertad de polarización [54] [55] [56] [57] y para construir circuitos con diseños tridimensionales innovadores. [58] [59] [60] [61] La información cuántica se codifica en el chip en la trayectoria, la polarización, el intervalo de tiempo o el estado de frecuencia del fotón y se manipula utilizando componentes integrados activos de manera compacta y estable.

Componentes

Aunque en la fotónica cuántica se utilizan los mismos componentes fundamentales que en los circuitos integrados fotónicos clásicos , también existen algunas diferencias prácticas. Dado que no es posible la amplificación de estados cuánticos de fotones individuales ( teorema de no clonación ), la pérdida es la máxima prioridad en los componentes de la fotónica cuántica.

Las fuentes de fotones individuales se construyen a partir de bloques de construcción (guías de onda, acopladores direccionales, desfasadores). Por lo general, los resonadores de anillo ópticos y las secciones de guías de onda largas proporcionan una mayor interacción no lineal para la generación de pares de fotones, aunque también se están logrando avances para integrar fuentes de fotones individuales de sistemas de estado sólido basadas en puntos cuánticos y centros de nitrógeno-vacante con circuitos fotónicos de guías de onda. [62]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Politi A, Matthews JC, Thompson MG, O'Brien JL (2009). "Fotónica cuántica integrada". Revista IEEE de temas seleccionados en electrónica cuántica . 15 (6): 1673–1684. Código bibliográfico :2009IJSTQ..15.1673P. doi :10.1109/JSTQE.2009.2026060. S2CID  124841519.
  2. ^ Pearsall, Thomas (2020). Fotónica cuántica, 2.ª edición. Textos de posgrado en física. Springer. doi :10.1007/978-3-030-47325-9. ISBN 978-3-030-47324-2.
  3. ^ He YM, Clark G, Schaibley JR, He Y, Chen MC, Wei YJ, et al. (junio de 2015). "Emisores cuánticos individuales en semiconductores monocapa". Nature Nanotechnology . 10 (6): 497–502. arXiv : 1003.3928 . Código Bibliográfico :2009NaPho...3..687O. doi :10.1038/nphoton.2009.229. PMID  25938571. S2CID  20523147.
  4. ^ Ladd TD, Jelezko F, ​​Laflamme R, Nakamura Y, Monroe C, O'Brien JL (marzo de 2010). "Computadoras cuánticas". Nature . 464 (7285): 45–53. arXiv : 1009.2267 . Código Bibliográfico :2010Natur.464...45L. doi :10.1038/nature08812. PMID  20203602. S2CID  4367912.
  5. ^ Alán AG, Walther P (2012). "Simuladores cuánticos fotónicos". Nature Physics (manuscrito enviado). 8 (4): 285–291. Bibcode :2012NatPh...8..285A. doi :10.1038/nphys2253. S2CID  51902793.
  6. ^ Georgescu IM, Ashhab S, Nori F (2014). "Simulación cuántica". Mod. Rev. Física . 86 (1): 153–185. arXiv : 1308.6253 . Código Bib : 2014RvMP...86..153G. doi :10.1103/RevModPhys.86.153. S2CID  16103692.
  7. ^ Peruzzo A, McClean J, Shadbolt P, Yung MH, Zhou XQ, Love PJ, et al. (julio de 2014). "Un solucionador de valores propios variacional en un procesador cuántico fotónico". Nature Communications . 5 : 4213. arXiv : 1304.3061 . Bibcode :2014NatCo...5.4213P. doi :10.1038/ncomms5213. PMC 4124861 . PMID  25055053. 
  8. ^ Lodahl, Peter (2018). "Redes cuánticas fotónicas basadas en puntos cuánticos". Ciencia y tecnología cuántica . 3 (1): 013001. arXiv : 1707.02094 . Código Bibliográfico :2018QS&T....3a3001L. doi :10.1088/2058-9565/aa91bb. S2CID  119359382.
  9. ^ Peruzzo A, Lobino M, Matthews JC, Matsuda N, Politi A, Poulios K, et al. (septiembre de 2010). "Caminatas cuánticas de fotones correlacionados". Science . 329 (5998): 1500–3. arXiv : 1006.4764 . Bibcode :2010Sci...329.1500P. doi :10.1126/science.1193515. PMID  20847264. S2CID  13896075.
  10. ^ Crespi A, Osellame R, Ramponi R, Giovannetti V, Fazio R, Sansoni L, et al. (2013). "Localización de Anderson de fotones entrelazados en una caminata cuántica integrada". Fotónica de la naturaleza . 7 (4): 322–328. arXiv : 1304.1012 . Código bibliográfico : 2013NaPho...7..322C. doi :10.1038/nphoton.2013.26. S2CID  119264896.
  11. ^ Mitchell, MW; Lundeen, JS; Steinberg, AM (mayo de 2004). "Medidas de fase de superresolución con un estado entrelazado multifotónico". Nature . 429 (6988): 161–164. arXiv : quant-ph/0312186 . Bibcode :2004Natur.429..161M. doi :10.1038/nature02493. ISSN  1476-4687. PMID  15141206. S2CID  4303598.
  12. ^ Knill E, Laflamme R, Milburn GJ (enero de 2001). "Un esquema para computación cuántica eficiente con óptica lineal". Nature . 409 (6816): 46–52. Bibcode :2001Natur.409...46K. doi :10.1038/35051009. PMID  11343107. S2CID  4362012.
  13. ^ O'Brien JL, Pryde GJ, White AG, Ralph TC, Branning D (noviembre de 2003). "Demostración de una compuerta NOT controlada cuánticamente completamente óptica". Nature . 426 (6964): 264–7. arXiv : quant-ph/0403062 . Bibcode :2003Natur.426..264O. doi :10.1038/nature02054. PMID  14628045. S2CID  9883628.
  14. ^ Pittman TB, Fitch MJ, Jacobs BC, Franson JD (26 de septiembre de 2003). "Puerta lógica NO controlada experimental para fotones individuales en la base de coincidencia". Physical Review A . 68 (3): 032316. arXiv : quant-ph/0303095 . Código Bibliográfico :2003PhRvA..68c2316P. doi :10.1103/PhysRevA.68.032316. S2CID  119476903.
  15. ^ Okamoto R, O'Brien JL, Hofmann HF, Takeuchi S (junio de 2011). "Realización de un circuito cuántico fotónico NO controlado por Knill-Laflamme-Milburn que combina no linealidades ópticas efectivas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 108 (25): 10067–71. arXiv : 1006.4743 . Bibcode :2011PNAS..10810067O. doi : 10.1073/pnas.1018839108 . PMC 3121828 . PMID  21646543. 
  16. ^ Tanzilli S, Martin A, Kaiser F, De Micheli MP, Alibart O, Ostrowsky DB (2012-01-02). "Sobre la génesis y evolución de la óptica cuántica integrada". Laser & Photonics Reviews . 6 (1): 115–143. arXiv : 1108.3162 . Código Bibliográfico :2012LPRv....6..115T. doi :10.1002/lpor.201100010. ISSN  1863-8899. S2CID  32992530.
  17. ^ ab Smith BJ, Kundys D, Thomas-Peter N, Smith PG, Walmsley IA (agosto de 2009). "Circuitos cuánticos fotónicos integrados controlados por fase". Optics Express . 17 (16): 13516–25. arXiv : 0905.2933 . Código Bibliográfico :2009OExpr..1713516S. doi :10.1364/OE.17.013516. PMID  19654759. S2CID  8844497.
  18. ^ Politi A, Cryan MJ, Rarity JG, Yu S, O'Brien JL (mayo de 2008). "Circuitos cuánticos con guía de ondas de sílice sobre silicio". Science . 320 (5876): 646–9. arXiv : 0802.0136 . Bibcode :2008Sci...320..646P. doi :10.1126/science.1155441. PMID  18369104. S2CID  3234732.
  19. ^ Laing A, Peruzzo A, Politi A, Verde MR, Halder M, Ralph TC, et al. (2010). "Operación de alta fidelidad de circuitos fotónicos cuánticos". Applied Physics Letters . 97 (21): 211109. arXiv : 1004.0326 . Código Bibliográfico :2010ApPhL..97u1109L. doi :10.1063/1.3497087. S2CID  119169684.
  20. ^ ab Carolan J, Harrold C, Sparrow C, Martín-López E, Russell NJ, Silverstone JW, et al. (agosto de 2015). "ÓPTICA CUÁNTICA. Óptica lineal universal". Science . 349 (6249): 711–6. arXiv : 1505.01182 . doi :10.1126/science.aab3642. PMID  26160375. S2CID  19067232.
  21. ^ Bartlett, Ben; Fan, Shanhui (20 de abril de 2020). "Arquitectura fotónica programable universal para el procesamiento de información cuántica". Physical Review A . 101 (4): 042319. arXiv : 1910.10141 . Código Bibliográfico :2020PhRvA.101d2319B. doi :10.1103/PhysRevA.101.042319. S2CID  204824315.
  22. ^ Miya RT (2000). "Circuitos de ondas de luz planares basados ​​en sílice: dispositivos pasivos y térmicamente activos". IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics . 6 (1): 38–45. Bibcode :2000IJSTQ...6...38M. doi :10.1109/2944.826871. S2CID  6721118.
  23. ^ Wang J, Santamato A, Jiang P, Bonneau D, Engin E, Silverstone JW, et al. (2014). "Circuitos de guía de ondas fotónicas cuánticas de arseniuro de galio (GaAs)". Comunicaciones Ópticas . 327 : 49–55. arXiv : 1403.2635 . Código Bib : 2014OptCo.327...49W. doi :10.1016/j.optcom.2014.02.040. S2CID  21725350.
  24. ^ Chaboyer Z, Meany T, Helt LG, Withford MJ, Steel MJ (abril de 2015). "Interferencia cuántica ajustable en un circuito integrado 3D". Scientific Reports . 5 : 9601. arXiv : 1409.4908 . Bibcode :2015NatSR...5E9601C. doi :10.1038/srep09601. PMC 5386201 . PMID  25915830. 
  25. ^ Flamini F, Magrini L, Rab AS, Spagnolo N, D'ambrosio V, Mataloni P, et al. (2015). "Circuitos fotónicos cuánticos reconfigurables térmicamente en longitudes de onda de telecomunicaciones mediante micromaquinado láser de femtosegundos". Light: Science & Applications . 4 (11): e354. arXiv : 1512.04330 . Bibcode :2015LSA.....4E.354F. doi :10.1038/lsa.2015.127. S2CID  118584043.
  26. ^ Zhang P, Aungskunsiri K, Martín-López E, Wabnig J, Lobino M, Nock RW, et al. (abril de 2014). "Servidor de distribución de claves cuánticas independiente del marco de referencia con un enlace de telecomunicaciones para un cliente en chip". Physical Review Letters . 112 (13): 130501. arXiv : 1308.3436 . Código Bibliográfico :2014PhRvL.112m0501Z. doi :10.1103/PhysRevLett.112.130501. PMID  24745397. S2CID  8180854.
  27. ^ Metcalf BJ, Spring JB, Humphreys PC, Thomas-Peter N, Barbieri M, Kolthammer WS, et al. (2014). "Teletransportación cuántica en un chip fotónico". Nature Photonics . 8 (10): 770–774. arXiv : 1409.4267 . Código Bibliográfico :2014NaPho...8..770M. doi :10.1038/nphoton.2014.217. S2CID  109597373.
  28. ^ Silverstone JW, Bonneau D, Ohira K, Suzuki N, Yoshida H, Iizuka N, et al. (2014). "Interferencia cuántica en chip entre fuentes de pares de fotones de silicio". Nature Photonics . 8 (2): 104–108. arXiv : 1304.1490 . Código Bibliográfico :2014NaPho...8..104S. doi :10.1038/nphoton.2013.339. S2CID  21739609.
  29. ^ Spring JB, Salter PS, Metcalf BJ, Humphreys PC, Moore M, Thomas-Peter N, et al. (junio de 2013). "Fuente de fotones puros de baja pérdida en chip". Optics Express . 21 (11): 13522–32. arXiv : 1304.7781 . Código Bibliográfico :2013OExpr..2113522S. doi :10.1364/oe.21.013522. PMID  23736605. S2CID  1356726.
  30. ^ Dousse A, Suffczyński J, Beveratos A, Krebs O, Lemaître A, Sagnes I, et al. (julio de 2010). "Fuente ultrabrillante de pares de fotones entrelazados". Nature . 466 (7303): 217–20. Bibcode :2010Natur.466..217D. doi :10.1038/nature09148. PMID  20613838. S2CID  3053956.
  31. ^ Sahin D, Gaggero A, Weber JW, Agafonov I, Verheijen MA, Mattioli F, et al. (2015). "Detectores superconductores de fotón único con nanocables de guía de ondas fabricados en GaAs y el estudio de sus propiedades ópticas". IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics . 21 (2): 2359539. Bibcode :2015IJSTQ..2159539S. doi :10.1109/JSTQE.2014.2359539. hdl : 1983/660932eb-c652-4332-a279-6bbb34ebe151 . S2CID  37594060.
  32. ^ Shadbolt P, Mathews JC, Laing A, O'brien JL (2014). "Prueba de los fundamentos de la mecánica cuántica con fotones". Nat Phys . 10 (4): 278–286. arXiv : 1501.03713 . Código Bibliográfico :2014NatPh..10..278S. doi :10.1038/nphys2931. S2CID  118523657.
  33. ^ Peruzzo A, Shadbolt P, Brunner N, Popescu S, O'Brien JL (noviembre de 2012). "Un experimento cuántico de elección retardada". Science . 338 (6107): 634–7. arXiv : 1205.4926 . Bibcode :2012Sci...338..634P. doi :10.1126/science.1226719. PMID  23118183. S2CID  3725159.
  34. ^ Sibson P, Erven C, Godfrey M, Miki S, Yamashita T, Fujiwara M, et al. (febrero de 2017). "Distribución de claves cuánticas basada en chips". Nature Communications . 8 : 13984. arXiv : 1509.00768 . Bibcode :2017NatCo...813984S. doi :10.1038/ncomms13984. PMC 5309763 . PMID  28181489. 
  35. ^ Orieux A, Ciampini MA, Mataloni P, Bruß D, Rossi M, Macchiavello C (octubre de 2015). "Generación experimental de entrelazamiento robusto a partir de correlaciones clásicas mediante disipación local". Physical Review Letters . 115 (16): 160503. arXiv : 1503.05084 . Código Bibliográfico :2015PhRvL.115p0503O. doi :10.1103/PhysRevLett.115.160503. PMID  26550856. S2CID  206263195.
  36. ^ Harris NC, Steinbrecher GR, Mower J, Lahini Y, Prabhu M, Baehr-Jones T, et al. (2015). "Simulaciones de transporte bosónico en un procesador nanofotónico programable a gran escala". Nature Photonics . 11 (7): 447–452. arXiv : 1507.03406 . doi :10.1038/nphoton.2017.95. S2CID  4943152.
  37. ^ Reck M, Zeilinger A, Bernstein HJ, Bertani P (julio de 1994). "Realización experimental de cualquier operador unitario discreto". Physical Review Letters . 73 (1): 58–61. Bibcode :1994PhRvL..73...58R. doi :10.1103/PhysRevLett.73.58. PMID  10056719.[ enlace muerto permanente ]
  38. ^ Briegel HJ, Raussendorf R (enero de 2001). "Entrelazamiento persistente en matrices de partículas en interacción". Physical Review Letters . 86 (5): 910–3. arXiv : quant-ph/0004051 . Código Bibliográfico :2001PhRvL..86..910B. doi :10.1103/PhysRevLett.86.910. PMID  11177971. S2CID  21762622.
  39. ^ Aaronson S, Arkhipov A. "La complejidad computacional de la óptica lineal" (PDF) . scottaaronson .
  40. ^ Broome MA, Fedrizzi A, Rahimi-Keshari S, Dove J, Aaronson S, Ralph TC, White AG (febrero de 2013). "Muestreo de bosones fotónicos en un circuito sintonizable". Science . 339 (6121): 794–8. arXiv : 1212.2234 . Bibcode :2013Sci...339..794B. doi :10.1126/science.1231440. hdl :1721.1/85873. PMID  23258411. S2CID  22912771.
  41. ^ Spring JB, Metcalf BJ, Humphreys PC, Kolthammer WS, Jin XM, Barbieri M, et al. (febrero de 2013). "Muestreo de bosones en un chip fotónico". Science . 339 (6121): 798–801. arXiv : 1212.2622 . Bibcode :2013Sci...339..798S. doi :10.1126/science.1231692. PMID  23258407. S2CID  11687876.
  42. ^ Tillmann M, Dakić B, Heilmann R, Nolte S, Szameit A, Walther P (2013). "Muestreo experimental de bosones". Fotónica Nat . 7 (7): 540–544. arXiv : 1212.2240 . Código Bib : 2013NaPho...7..540T. doi :10.1038/nphoton.2013.102. S2CID  119241050.
  43. ^ Crespi A, Osellame R, Ramponi R, Brod DJ, Galvao EF, Spagnolo N, Viteli C, Maiorino E, Mataloni P, Sciarrion F (2013). "Interferómetros multimodo integrados con diseños arbitrarios para el muestreo de bosones fotónicos". Nature Photonics . 7 (7): 545–549. arXiv : 1212.2783 . Código Bibliográfico :2013NaPho...7..545C. doi :10.1038/nphoton.2013.112. S2CID  121093296.
  44. ^ Pearsall, Thomas (2017). Fotónica cuántica. Textos de posgrado en física. Springer. doi :10.1007/978-3-319-55144-9. ISBN 9783319551425.S2CID240934073  .​
  45. ^ Grangier P, Roger G, Aspect A (1981). "Pruebas experimentales de teorías locales realistas mediante el teorema de Bell". Phys. Rev. Lett . 47 (7): 460–463. Bibcode :1981PhRvL..47..460A. doi : 10.1103/PhysRevLett.47.460 .
  46. ^ Freedman SJ, Clauser JF (1972). "Prueba experimental de teorías locales de variables ocultas" (PDF) . Phys. Rev. Lett . 28 (14): 938–941. Código Bibliográfico :1972PhRvL..28..938F. doi :10.1103/PhysRevLett.28.938.
  47. ^ Politi, A.; Matthews, J.; Thompson, MG; O'Brien, JL (2009). "Fotónica cuántica integrada". Revista IEEE de temas seleccionados en electrónica cuántica . 15 (6): 1673–1684. Código Bibliográfico :2009IJSTQ..15.1673P. doi :10.1109/JSTQE.2009.2026060. ISSN  1077-260X. S2CID  124841519.
  48. ^ Ozawa T, Price HM, Amo A, Goldman N, Hafezi M, Lu L, et al. (2019). "Topological Photonics". Reseñas de Física Moderna . 91 (1): 015006. arXiv : 1802.04173 . Código Bibliográfico :2019RvMP...91a5006O. doi :10.1103/RevModPhys.91.015006. S2CID  10969735.
  49. ^ Adcock JC, Vigliar C, Santagati R, Silverstone JW, Thompson MG (agosto de 2019). "Estados de grafos programables de cuatro fotones en un chip de silicio". Nature Communications . 10 (1): 3528. arXiv : 1811.03023 . Bibcode :2019NatCo..10.3528A. doi :10.1038/s41467-019-11489-y. PMC 6684799 . PMID  31388017. 
  50. ^ Schuck C, Pernice WH, Minaeva O, Li M, Gol'Tsman G, Sergienko AV, et al. (septiembre de 2019). "Generación y muestreo de estados cuánticos de luz en un chip de silicio". Nature Physics . 15 (9): 925–929. arXiv : 1812.03158 . Código Bibliográfico :2019NatPh..15..925P. doi :10.1038/s41567-019-0567-8. ISSN  1745-2473. S2CID  116319724.
  51. ^ Desiatov, Boris; Shams-Ansari, Amirhassan; Zhang, Mian; Wang, Cheng; Lončar, Marko (2019). "Fotónica visible integrada de pérdida ultrabaja utilizando niobato de litio de película delgada". Optica . 6 (3): 380. arXiv : 1902.08217 . doi :10.1364/optica.6.000380. S2CID  102331500.
  52. ^ Steiner TJ, Castro JE, Chang L, Dang Q, Xie W, Norman J, Bowers JE, Moody G (marzo de 2021). "Generación de pares de fotones entrelazados ultrabrillantes a partir de un resonador de microanillo de AlGaAs sobre aislante". PRX Quantum . 2 : 010337. arXiv : 2009.13462 . doi :10.1103/PRXQuantum.2.010337. S2CID  221970915.
  53. ^ Marshall GD, Politi A, Matthews JC, Dekker P, Ams M, Withford MJ, O'Brien JL (julio de 2009). "Circuitos cuánticos fotónicos de guía de ondas escritos con láser". Optics Express . 17 (15): 12546–54. arXiv : 0902.4357 . Bibcode :2009OExpr..1712546M. doi :10.1364/OE.17.012546. PMID  19654657. S2CID  30383607.
  54. ^ Sansoni L, Sciarrino F, Vallone G, Mataloni P, Crespi A, Ramponi R, Osellame R (noviembre de 2010). "Medición de estado entrelazado de polarización en un chip". Physical Review Letters . 105 (20): 200503. arXiv : 1009.2426 . Código Bibliográfico :2010PhRvL.105t0503S. doi :10.1103/PhysRevLett.105.200503. PMID  21231214. S2CID  31712236.
  55. ^ Crespi A, Ramponi R, Osellame R, Sansoni L, Bongioanni I, Sciarrino F, et al. (noviembre de 2011). "Puertas cuánticas fotónicas integradas para qubits de polarización". Comunicaciones de la naturaleza . 2 : 566. arXiv : 1105.1454 . Código Bib : 2011NatCo...2..566C. doi :10.1038/ncomms1570. PMC 3482629 . PMID  22127062. 
  56. ^ Corrielli G, Crespi A, Geremia R, Ramponi R, Sansoni L, Santinelli A, et al. (junio de 2014). "Placas de ondas giradas en óptica de guía de ondas integrada". Comunicaciones de la naturaleza . 5 : 4249. Código Bib : 2014NatCo...5.4249C. doi : 10.1038/ncomms5249. PMC 4083439 . PMID  24963757. 
  57. ^ Heilmann R, Gräfe M, Nolte S, Szameit A (febrero de 2014). "Operaciones arbitrarias de placas de ondas fotónicas en chip: realización de puertas Hadamard, Pauli-X y de rotación para qubits de polarización". Scientific Reports . 4 : 4118. Bibcode :2014NatSR...4E4118H. doi :10.1038/srep04118. PMC 3927208 . PMID  24534893. 
  58. ^ Crespi A, Sansoni L, Della Valle G, Ciamei A, Ramponi R, Sciarrino F, et al. (Marzo de 2015). "La estadística de partículas afecta la desintegración cuántica y la interferencia de Fano". Cartas de revisión física . 114 (9): 090201. arXiv : 1409.8081 . Código Bib : 2015PhRvL.114i0201C. doi : 10.1103/PhysRevLett.114.090201. PMID  25793783. S2CID  118387033.
  59. ^ Gräfe M, Heilmann R, Perez-Leija A, Keil R, Dreisow F, Heinrich M, et al. (31 de agosto de 2014). "Generación en chip de estados W de fotón único de alto orden". Nature Photonics . 8 (10): 791–795. Bibcode :2014NaPho...8..791G. doi :10.1038/nphoton.2014.204. S2CID  85442914.
  60. ^ Spagnolo N, Vitelli C, Aparo L, Mataloni P, Sciarrino F, Crespi A, et al. (2013). "Coalescencia bosónica de tres fotones en un tritter integrado". Nature Communications . 4 : 1606. arXiv : 1210.6935 . Bibcode :2013NatCo...4.1606S. doi :10.1038/ncomms2616. PMID  23511471. S2CID  17331551.
  61. ^ Crespi A, Osellame R, Ramponi R, Bentivegna M, Flamini F, Spagnolo N, et al. (febrero de 2016). "Ley de supresión de estados cuánticos en un chip de transformada rápida de Fourier fotónica tridimensional". Nature Communications . 7 : 10469. Bibcode :2016NatCo...710469C. doi :10.1038/ncomms10469. PMC 4742850 . PMID  26843135. 
  62. ^ Barclay, PE; Fu, KM; Santori, C.; Beausoleil, RG (2009). "Cavidad de cristal fotónico híbrido y guía de ondas para acoplamiento a centros NV de diamante". Optics Express . 17 (12): 9588–10101. arXiv : 0904.0500 . doi :10.1364/oe.17.009588. PMID  19506607. S2CID  16970887 . Consultado el 5 de marzo de 2023 .

Enlaces externos