作者:Thamarasee Jeewandara，Phys
（同organic）有机 设备概述
(一)微环器件示意图，显示谐振器、侧通道、微加热器(蓝色)和散射模式
(二)设备的光学显微镜图像
(三)谐振器内SFWM过程示意图，显示了与自相位调制和交叉相位调制相关的频移δSPM和δXPM(分别为SPM和XPM)
(四)微环器件的典型透射光谱，在1550纳米附近显示三个过耦合共振
学分:科学进步，doi: 10
1126/sciadv
aba9186 科学家可以通过氮化硅微环谐振器中低于阈值的强驱动自发四波混频产生压缩光
产生的光可以通过零差检测(提取相位或频率编码信息)和通过光子统计的直接测量来表征
在一份发表在《科学进步》杂志上的新报告中，V
D
瓦伊迪亚和一组来自加拿大和美国的科学家
S
测量集成纳米光子器件内产生的正交压缩真空和光子数差
这一结果将影响量子技术的应用
压缩光的概念与量子光学处理相关，在量子光学处理中，连续可变光子学的相关架构需要高质量、可扩展的设备来为许多基本光子量子信息处理应用生成压缩光
例子包括连续变量(CV)量子计算和高斯玻色子采样，这是实现近热量子优势和容纳一系列有趣概念的有前途的途径，包括分子振动光谱模拟、图同构、完美匹配和图相似性
用于量子光学处理的压缩光 这些量子应用中的大多数需要可扩展的压缩光源来实现和增强接近量子极限的光学传感
集成光子学是探索这些可扩展压缩光源的天然平台，现代光刻(图案化)方法提供的稳定性和高通量可制造性为大规模实现有用的量子技术提供了有前途的途径
然而，迄今为止在芯片集成挤压方面的进展是有限的
因此，在目前的研究中，瓦伊迪亚等人
在氮化硅微环谐振器中使用自发四波混频(SWFM ),在商业制造平台上提供一种容易获得的成熟技术
正交压缩
(一)实验装置概述
正文和补充材料中的细节
波分复用组件
LO，本机振荡器；EDFA，掺铒光纤放大器；锁相环；可变光衰减器；PC，偏振控制器；比例积分微分
(乙)正交方差(黑线)相对于散粒噪声(灰线)作为时间的函数，而本地振荡器相位是斜坡，显示1
0(1)分贝的压缩
迹线由零差探测器光电流波动获得，在零跨度模式下，在20兆赫边带和频率下，在电子频谱分析仪上监控光电流波动，分辨率带宽为1兆赫，视频带宽为300赫兹
(三)最大和最小正交方差作为20兆赫边带泵浦功率的函数，显示了压缩和反对称四分之一的功率比例
顶部和底部虚线通过拟合研究中导出的方程获得；示出了散粒噪声水平(0 db处的虚线)
学分:科学进步，doi: 10
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aba9186 实验装置本身具有简单的尺寸，其中正交和光子数差压缩都可以在氮化硅(Si3N4)微环谐振器中产生，点耦合到信道波导
该装置还包括覆盖共振波长调谐和稳定的微加热器
科学家们使用一家商业铸造厂来制造波导，其中包含完全包覆在二氧化硅(二氧化硅)中的氮化硅
该团队利用SWFM产生挤压，形成一对信号光子和闲置光子
实验装置允许在适度的输入功率水平下进行显著的正交压缩
该团队测量了该设备的正交和光子数统计数据，并将结果与理论预测进行了比较
正交压缩——实验 该团队将谐振器输出的量子态描述为受到损耗的双模压缩真空态，其中损耗是由腔的不完美逃逸效率和芯片耦合点的下游损耗引起的
科学家们将这种状态理解为两种单模压缩状态的产物:每种状态在信号和空闲共振时都有频率支持
Vaidya等人
使用平衡零差检测测量目标模式的正交方差，该方法允许提取编码为振荡信号的相位或频率的信息
不同泵浦功率下20兆赫至1千兆赫频谱的压缩和反压缩
列出的功率是输入波导中芯片上的推断值
虚线是散粒噪声水平；实线显示了与理论模型的拟合，显示了与测量数据的高度一致
学分:科学进步，doi: 10
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aba9186 光子数差压缩
(一)实验装置概述
正文和补充材料中的细节
(二)测量的光子数差方差Vδn作为平均光子数ntot的函数，通过改变泵浦功率获得，对于相干态(灰色)和压缩态(黑色)，线性拟合(实线)
压缩态的减小斜率代表光子数差压缩
插图:作为相干态(灰色)和压缩态(黑色)的平均光子数的函数，数差方差和平均光子数之间的比率
学分:科学进步，doi: 10
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aba9186 在实验过程中，该团队将一个连续波泵耦合到芯片中，通过低损耗的边缘耦合器提取光
该泵激发芯片中的微环的单个共振，以产生穿过多个信号对和空闲对的光
研究小组选择了这样一对带有片外波长滤波器的信号和空闲模式进行分析
然后，他们制作了一个双色本地振荡器，并在可调光纤分束器上将其与信号光和闲频光相结合
基于这些结果，科学家们估计在芯片上的监控输出端可以获得大约4 dB的压缩，并获得了受谐振线宽限制的宽带压缩
然而，除了泵浦功率的损耗和限制之外，噪声的存在也限制了光的压缩
因此，为了避免设备中的腐败光压缩，研究小组评估了压缩带内系统中过量噪声的存在，并提出了进一步的优化步骤，以提高精度和更好地评估效果
光子数相关性 尽管零差测量准确地评估了正交压缩，该团队也验证了压缩光源与光子计数的兼容性
科学家们对设备的输出进行了数字解析检测，在这个实验中，他们使用了一个横截面更宽的微环谐振器
Vaidya等人
然后分离设置中产生的信号和空闲信号，并通过波分复用组件对它们进行滤波
然后，他们将输出耦合到超导光子数分辨跃迁边缘传感器(TESs)，为每个通道提供大约10个光子的光子数分辨
科学家们在工作中记录了一个显著的特征，他们检测到了高比率的相关多光子事件
结果显示，在纳米光平台上以高得多的速率产生“多光子态”，推动了需要压缩光源的应用的发展
就这样，V
D
Vaidya和他的同事产生了几乎单一的时间压缩态，由于装置的共振性质，没有特殊的工程效应
损耗是性能的主要限制因素，为了获得更好的光压缩效果，可以改善损耗以获得更高的谐振器品质因数
该团队建议通过降低在期望的压缩水平下运行所需的功率来提高信噪比，从而提高发电效率
这也将减少由于构成该装置的光纤组件中的自发拉曼散射而产生的光子数量
在噪声抑制期间必须小心，以防止抑制实验方案
该团队将自然形成下一步工程芯片集成压缩光源
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