光子集成电路上近确定性单原子加载

将相同的量子发射体耦合到光子集成电路上是扩展量子科学和信息处理中发射体-光子界面规模的关键步骤。中性原子因其不可区分性和可控性而成为有吸引力的候选对象。然而,在PIC上实现高效原子捕获同时实现强单原子-光子耦合的实验方案至今仍难以实现。在此,该团队展示了一种在微环谐振器电路上近乎确定性地加载单原子的方法,达到了腔量子电动力学中强耦合所需的单原子协同参数C>1。研究人员利用由光学镊子中移动光晶格形成的精密光学传送带,将捕获的原子稳定地输送到PIC上。通过持续监测电路中探测光子的传输(该传输对微环谐振器附近单原子的距离敏感),该工作在传送带输送过程中从70个占据晶格位点检测到1.5的平均占据数,且位置重现性为4纳米。基于实时反馈,研究人员将输送来的原子确定性地转移到微环上的固定陷阱中,实现了82%(18%)的单原子(双原子)转移概率。该技术可扩展至确定性的高效原子阵列组装,为中性原子与复杂功能PIC的集成提供了一条可扩展的途径。
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提交arXiv: 2026-06-05 19:25

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