スクイーズド光の9 GHz測定向けの集積エレクトロニクスに接続したシリコンフォトニクス

フォトニック量子技術は、基盤となる量子ハードウエアと、対応する古典的な読み出しと制御に用いるエレクトロニクスの両方をモノリシックに作製することによって改善される可能性がある。今回我々は、相補型金属酸化膜半導体（CMOS）に適合するシリコンナノフォトニクスとゲルマニウム・オン・シリコンナノフォトニクスを、シリコン-ゲルマニウム集積増幅エレクトロニクスに接続することによって、ホモダイン検出器における全キャパシタンスを低減して、量子光測定の速度性能を向上させている。この検出器は、3 dB帯域幅が1.7 GHzで、ショット雑音によって9 GHzに制限され、必要な実装面積は0.84 mm²と小さい。我々は、この検出器が、連続波レーザーで励起した広帯域スクイーズド光源の100 MHzから9 GHzまでのスクイージングの連続スペクトルを測定できることを示すとともに、この検出器を用いて状態トモグラフィーを行った。これによって、連続変数量子光学向けの高速多目的ホモダイン検出器が得られ、フォトニック量子デバイスのフルスタック集積への道が開かれる。