[논문 리뷰] Integrated micro-comb sources for quantum optical applications

Michael Kues, Christian Reimer외 5명|arXiv (Cornell University)|2020. 01. 08.

Advanced Fiber Laser Technologies참고 문헌 127인용 수 82

한 줄 요약

이 논문은 에너지-시간 얽힘 광주파수 콤의 진전과 광통신 컴포넌트가 양자 기술용 스케일 가능한 양자 상태 제어를 어떻게 가능하게 하는지에 대해 검토한다.

ABSTRACT

A key challenge for quantum science and technology is to realise large-scale, precisely controllable, practical systems for non-classical secured communications, metrology and ultimately meaningful quantum simulation and computation. Optical frequency combs represent a powerful approach towards this, since they provide a very high number of temporal and frequency modes which can result in large-scale quantum systems. The generation and control of quantum optical frequency combs will enable a unique, practical and scalable framework for quantum signal and information processing. Here, we review recent progress on the realization of energy-time entangled optical frequency combs and discuss how photonic integration and the use of fiber-optic telecommunications components can enable quantum state control with new functionalities, yielding unprecedented capability.

연구 동기 및 목표

• 통신, 계측 및 계산을 위한 대규모의 제어 가능한 양자 시스템 개발 동기를 제시한다.
• 광 주파수 콤이 양자 처리에 다수의 시간적 및 주파수 모드를 어떻게 제공하는지 평가한다.
• 실용적인 양자 상태 제어를 가능하게 하는 광자적 통합과 통신용 부품의 역할을 분석한다.

제안 방법

• 에너지-시간 얽힘 광주파수 콤 구현에 관한 최근 실험적 진보를 조사한다.
• 마이크로-콤을 광섬유 통신 부품과 결합하기 위한 광자적 통합 전략을 논의한다.
• 통합 콤 소스와 통신 도구에 의해 가능해진 양자 상태 제어 접근법을 평가한다.
• 통합 마이크로-콤 플랫폼이 가능하게 할 잠재적 기능과 역량을 강조한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 에너지-시간 얽힘 광주파수 콤 구현에서 어떤 진전이 이루어졌는가?
• RQ2 광자적 통합과 통신 부품이 새로운 양자 상태 제어 기능을 어떻게 가능하게 할 수 있는가?
• RQ3 통합 마이크로-콤 소스가 양자 정보처리에 어떤 실용적 역량을 제공하는가?

주요 결과

• 에너지-시간 얽힘 광주파수 콤은 주목할 만한 실험적 진전을 보였다.
• 광자적 통합과 통신 부품은 양자 상태 제어를 위한 새로운 기능을 가능하게 할 수 있다.
• 통합 마이크로-콤 플랫폼은 양자 정보처리에서 전례 없는 역량을 제공할 가능성이 있다.