Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > quant-ph > arXiv:2509.10445

帮助 | 高级搜索

量子物理

arXiv:2509.10445 (quant-ph)
[提交于 2025年9月12日 ]

标题: 晶圆级压缩光芯片

标题: Wafer-Scale Squeezed-Light Chips

Authors:Shuai Liu, Kailu Zhou, Yuheng Zhang, Abdulkarim Hariri, Nicholas Reynolds, Bo-Han Wu, Zheshen Zhang
摘要: 在光子集成电路(PICs)中产生压缩光对于可扩展的连续变量(CV)量子信息处理至关重要。通过抑制低于散粒噪声极限的量子涨落,压缩态能够实现量子增强的传感,并作为CV量子信息处理的标准资源。虽然已经实现了芯片级的压缩光光源,但由于压缩光对器件缺陷极端敏感,将其能力扩展到晶圆级别并实现可重复的强压缩以增强大规模量子增强传感和信息处理受到了阻碍。在此,我们报告了在完全兼容互补金属-氧化物-半导体(CMOS)的氮化硅(Si$_3$N$_4$)PIC平台上,晶圆规模的两模压缩真空态的制造、生成和表征。在整个4英寸晶圆上,8个芯片产生了2.9-3.1 dB直接测量的正交压缩,变化为$< 0.2$ dB,展示了出色的均匀性。这种性能是通过集成超低损耗、强过耦合的高$Q$微谐振器、级联泵抑制滤波器和低损耗逆锥形边缘耦合器实现的。测量结果与仅由独立提取的器件参数和实验设置参数化的第一性原理理论模型一致。通过提高片外检测和芯片到光纤耦合的效率,可以进一步改善测量的压缩水平。这些结果建立了一种可重复的晶圆规模方法,在集成光子学中生成非经典光,并为可扩展的CV处理器、多路复用纠缠源和量子增强传感奠定了基础。
摘要: Squeezed-light generation in photonic integrated circuits (PICs) is essential for scalable continuous-variable (CV) quantum information processing. By suppressing quantum fluctuations below the shot-noise limit, squeezed states enable quantum-enhanced sensing and serve as a standard resource for CV quantum information processing. While chip-level squeezed-light sources have been demonstrated, extending this capability to the wafer level with reproducible strong squeezing to bolster large-scale quantum-enhanced sensing and information processing has been hindered by squeezed light's extreme susceptibility to device imperfections. Here, we report wafer-scale fabrication, generation, and characterization of two-mode squeezed-vacuum states on a fully complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS)-compatible silicon nitride (Si$_3$N$_4$) PIC platform. Across a 4-inch wafer, 8 dies yield 2.9-3.1 dB directly measured quadrature squeezing with $< 0.2$ dB variation, demonstrating excellent uniformity. This performance is enabled by co-integrating ultralow-loss, strongly overcoupled high-$Q$ microresonators, cascaded pump-rejection filters, and low-loss inverse-tapered edge couplers. The measurements agree with a first-principles theoretical model parameterized solely by independently extracted device parameters and experimental settings. The measured squeezing level can be further improved by enhancing the efficiencies of off-chip detection and chip-to-fiber coupling. These results establish a reproducible, wafer-scale route to nonclassical-light generation in integrated photonics and lay the groundwork for scalable CV processors, multiplexed entanglement sources, and quantum-enhanced sensing.
评论: 10页,4图
主题: 量子物理 (quant-ph) ; 光学 (physics.optics)
引用方式: arXiv:2509.10445 [quant-ph]
  (或者 arXiv:2509.10445v1 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2509.10445
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Zheshen Zhang [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2025 年 9 月 12 日 17:51:51 UTC (13,783 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
quant-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-09
切换浏览方式为:
physics
physics.optics

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号