Till innehåll på sidan

Integrerad Fotonik för Kvantoptik

Tid: Fr 2022-06-10 kl 15.00

Plats: U61, Brinellvägen 26, Stockholm

Videolänk: https://kth-se.zoom.us/s/62366725480

Språk: Engelska

Ämnesområde: Optik och fotonik Fysik

Respondent: Samuel Gyger , Kvant- och biofotonik, Kvantnanofotonik, Quantum Nano Photonics

Opponent: Matthew D. Shaw, Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, USA

Handledare: Val Zwiller, Kvant- och biofotonik; Stephan Steinhauer, Kvant- och biofotonik; Ali W. Elshaari, Kvant- och biofotonik; Marijn A. M. Versteegh, Kvant- och biofotonik

Exportera till kalender

Abstract

Kvantfysiken ger oss en möjlighet att skåda naturens krafter som binder världen, alla dess frön och källor. Efter decennier av främst vetenskaplig forskning har vi nått det stadie i tiden där kvantteknologi kan tillämpas på praktiska problem och tillföra värde utanför akademin. Vanligtvis identifieras fyra pelare av kvantteknologier: kvantberäkning, kvantsimulering, kvantkommunikation och kvantsensorer. Till exempel kommer kvantdatorer att tillåta oss att modellera kvantsystem utöver våra nuvarande möjligheter, och kvantkommunikation tillåter oss att skydda information villkorslöst baserat på fysikens lagar samtidigt som kvantavkänning kommer att göra det möjligt för oss att mäta vår verklighet bortom klassiska gränser. 

Inom alla dessa områden spelar optiska fotoner en unik roll. I kvantdatorimplementationer (t.ex. fotoniska, fångade joner eller supraledande) kan fotoner fungera som en beräkningsresurs, för systemavläsning eller för att länka avlägsna hårdvaru-noder. Kvantkommunikation kan endast förverkligas via fotoner, på grund av den låga förlusten av fotoner i optiska fibrer, på fotoniska enheter såväl som i fri luft. Inom kvantavkänning och metrologi kan klämt ljus användas för att överskrida de nuvarande gränserna för avkänningsmetoder. Därför förlitar sig kvantteknikområdet på exakta och effektiva metoder för att generera, styra, manipulera och detektera fotoner.

Den här avhandlingen diskuterar arbete i integrerade fotoniska kretsar, självmonterade halvledarkvantpricksenheter och supraledande nanotrådsdetektorer för enstaka fotoner.

Vi integrerar flera material på en kiselnitridplattform, inklusive Cu2O som en plattform för rydbergs fysik i fast tillstånd, WS2 för att förbättra icke-linjär ljusgenerering inom Si3N4 och hBN som utmärkt singelfoton-sändare. Vi demonstrerar optiskt aktiva kvantprickar som enstaka foton sändare i telekom C-bandet och deras kompatibilitet med kommersiell telekomutrustning. Vi kontrollerar finstruktursdelningen av dessa enheter med hjälp av töjning, vilket krävs för framtida kvantinterferensbaserade protokoll.

Slutligen studerar vi supraledande nanotrådsdetektorer för enstaka fotoner och kombinerar dem med fotoniska mikroelektromekaniska system, vilket skapar en kryokompatibel, konfigurerbar fotonisk plattform.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-310978