Indistinguishable photons from an artificial atom in silicon photonics

Auteurs : Lukasz Komza, Polnop Samutpraphoot, Mutasem Odeh, Yu-Lung Tang, Milena Mathew, Jiu Chang, Hanbin Song, Myung-Ki Kim, Yihuang Xiong, Geoffroy Hautier, Alp Sipahigil

Nature Communications 15, 6920 (2024)
arXiv: 2211.09305v1 - DOI (quant-ph)
10 pages, 9 figures
Licence : CC BY 4.0

Résumé : Silicon is the ideal material for building electronic and photonic circuits at scale. Spin qubits and integrated photonic quantum technologies in silicon offer a promising path to scaling by leveraging advanced semiconductor manufacturing and integration capabilities. However, the lack of deterministic quantum light sources, two-photon gates, and spin-photon interfaces in silicon poses a major challenge to scalability. In this work, we show a new type of indistinguishable photon source in silicon photonics based on an artificial atom. We show that a G center in a silicon waveguide can generate high-purity telecom-band single photons. We perform high-resolution spectroscopy and time-delayed two-photon interference to demonstrate the indistinguishability of single photons emitted from a G center in a silicon waveguide. Our results show that artificial atoms in silicon photonics can source highly coherent single photons suitable for photonic quantum networks and processors.

Soumis à arXiv le 17 Nov. 2022

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