Fuente cuántica multidimensional y multifotónica basada en matrices de metales

Área de la Ciencia:

• La óptica cuántica
• Tecnología de meta-superficie
• Fotónica integrada

Sus antecedentes:

• Las metasuperficies bidimensionales ofrecen una manipulación flexible del campo de luz para aplicaciones ópticas cuánticas.
• Las fuentes de fotones cuánticos existentes se enfrentan a limitaciones en escalabilidad y controlabilidad.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una fuente de fotones cuánticos escalable y controlable.
• Para demostrar el entrelazamiento de alta dimensión y la generación de multifotones utilizando metasurfaces.

Principales métodos:

• Integración de una matriz de metalenes con un cristal no lineal.
• Fabricación de una matriz metalens de 10x10 para la conversión hacia abajo de parámetros espontáneos.
• Codificación de diferentes fases usando metalenses para generar pares de fotones entrelazados.

Principales resultados:

• Demostración de una fuente de par de fotones de conversión hacia abajo paramétrica espontánea de 100 trayectos.
• Se ha conseguido el entrelazamiento bidimensional, tridimensional y cuadridimensional de las trayectorias de dos fotones con altas fidelidades (98,4%, 96,6%, 95,0%).
• Se ha observado la generación de cuatro y seis fotones con una alta indistinguible de fotones.

Conclusiones:

• La fuente de fotones cuánticos basada en matrices de metal es compacta, estable y controlable.
• Esta tecnología presenta una nueva plataforma para dispositivos cuánticos integrados.
• Permite avances en el entrelazamiento de alta dimensión y la generación de estados multifotónicos.