一种可扩展的光量子互连平台

许多量子网络应用需要可大规模生产且高产率的高效量子存储器光子接口。合成钻石凭借其拥有色心的特性,在纳米光子结构中仍能保持相干光接口和长自旋相干时间,为实现该技术提供了独特潜力。本研究报道了一种晶圆级薄膜钻石加工技术,该技术整合了离子注入与薄膜剥离、高质量外延生长、定向色心注入,以及串行高通量热压键合(良品率接近100%)等工艺。将钻石薄膜确定性地沉积在半导体衬底上,能实现硅空位(SiV)量子存储器与光子晶体腔的稳定集成。研究人员展示了SiV与光子高可靠性强耦合,协作度接近100。此外,该工作证实光子晶体腔可在键合于同一承载芯片的多个薄膜上实现稳定制备。该平台采用模块化制造方案,光子层可与配备电子控制线(如用于微波传输的共面波导)的功能化衬底集成。最后,该团队实现了插入损耗低于1分贝的无源光学封装。这些进展共同为可扩展组装光学寻址量子存储器阵列铺平了道路,此类阵列是模块化光子量子互联的关键构建单元。

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