用于量子器件的超小型化非经典光源

单光子和纠缠光子等非经典光态是用于源专用于量子计算、量子传感、量器量子测量等的型化芯片的关键成分。传统芯片的非经制造很困难，但需要数十亿美元的典光专用设备（和人员）穿着白色兔子服）这是可以做到的。量子芯片的用于源制造更加困难。此外，量器还需要非线性光源，型化并且使这些光源可制造是非经必不可少的。

≈20µm非经典光源的典光构造在“光子晶体腔中的典型共振四波混合：调谐、公差和缩放”中进行了演示。用于源该论文来自法国的量器四个角落以及位于马里兰州的美国国家标准与技术研究院(NIST)。他们首先讨论了产生非经典光态的型化量子谐振器，例如微环和光子晶体(PhC)腔。非经

研究人员做出了“奇特”的典光选择，即光子晶体，并开发出首个在室温下运行的带有微瓦级连续波泵的光学参量振荡器(OPO)。使用磷化铟镓(InGaP)，而不是硅。测试车辆设计用于在电信光谱范围内运行，但可以轻松设计发射光谱。他们展示了制造过程中的可重复性以及使用极低泵浦功率(≈40µW)实现高效参数转换的能力，这是节能的关键。

该设备发射相关光子和低于阈值的正交压缩真空，同时低于和接近阈值，两者都是量子信息的资源。在阈值之上，OPO通过有效地转换泵的功率来发射相关的相干光束。这是本出版物的起点。它可以说是“第2章”，提供了更多关于OPO的测量并检查了调谐、质量、公差和缩放等问题。

这篇发表在IEEEJournalofSelectedTopicsinQuantumElectronics上的论文值得一读。来自泵浦的光子衰变、压缩光、回音壁模式、退化情况——经典科幻小说。但是等等，情节转折：时间-能量纠缠光子对和“温和”限制条件。哇。

用于量子计算的光子集成电路令人愉快的语言掩盖了它的严肃性。美国商务部实验室NIST的参与是有原因的。NIST负责监督网络安全技术。如果坏人比我们先制造出量子芯片，那么他们就可以破解任何代码。正如作者所解释的那样，相对于当今数字芯片的量子优势在于，晶体中的量子力学允许在涉及极其复杂的数学的情况下进行非指数缩放。

所以我们回到光子晶体腔。

该论文的第二部分深入探讨了规范共振四波混频(FWM)的概念，这意味着FWM发生在仅允许三种模式（非退化情况下为四种模式）相互作用的空腔中。这里使用的“规范”是指哈密顿矩阵变换（数学）的细节。

考虑到结构紊乱时，他们为选择PhC腔visavie环形谐振器辩护。他们展示了如何创建一个具有规定数量模式的谐振器，而不是更多。这很重要，因为额外的模式意味着谐振器的体积更大。更重要的是，这些模式中的每一个都可以独立控制，即它们的频率间隔和品质因数可以设计成不同的。

这转化为对参数过程的卓越控制，确保只有效地发生所需的相互作用，从而抑制寄生效应。诚然，实际上实现这种程度的控制是极具挑战性的。

在第III节中，作者比较了PhC多模谐振器的三种几何形状的特性。光子晶体由具有二维孔图案的200nmIn0.5Ga0.5P薄层制成。

第四节报告了对一批新设备的详细统计分析。作者表明，结构无序会引起同一谐振器模式的不相关波动。这里详细讨论了调整机制。在第V节中，作者比较了11个OPO参数振荡的理论和实验，在阈值和斜率效率方面具有良好的一致性。