シリコン光子対光源の間のオンチップ量子干渉

大規模集積量子フォトニック技術には、複数の同一光子源と再構成可能な導波路回路のオンチップ集積化が必要になるであろう。比較的複雑な量子回路が既に実証されているが、光子源と導波路回路をオンチップで集積する差し迫った必要性を考慮した研究はほとんどない。そうした大規模量子技術への重要な一歩は、導波路回路の中に2つの個別の光子源を集積化することと、それらの間の鮮明度の高い量子干渉の実証である。今回我々は、1つの干渉計の中に2つの四波混合光源と再構成可能な移相器を組み合わせた、シリコン・オン・インシュレーターデバイスを報告する。我々は、波長については2色（非縮退）あるいは同色（縮退）の、経路については「もつれている」あるいは「もつれていない」光子対を作り、操作するため、このデバイスを構成した。その結果、オンチップでは最大100.0 ± 0.4％の鮮明度の、オフチップでは最大95 ± 4％の鮮明度の量子干渉が観測された。我々の開発したデバイスによって、外部光子源が必要ではなくなり、量子フォトニック回路をさらに複雑化する手段が得られる。これは、完全に集積化された量子技術への第一歩である。