Control eléctrico de la no linealidad de tercer orden a través de la interferencia de Fano

Área de la Ciencia:

• La fotónica es la fotónica.
• La computación cuántica es la computación cuántica.
• La nanofotónica es la nanofotónica.

Sus antecedentes:

• Las computadoras cuánticas fotónicas de última generación (PQC) pueden implementar el cambio de fase y las puertas de desplazamiento eléctricamente.
• Los PQC eficientes requieren una no linealidad ajustable de tercer orden o superior para puertas de variable continua (CV) más rápidas.

Objetivo del estudio:

• Demostrar un componente óptico para la no linealidad de tercer orden sintonizable en PQCs.
• Para utilizar la interferencia de Fano y el efecto Stark en un sistema nanoplasmónico no lineal.

Principales métodos:

• Acoplamiento de un modo de plasma brillante de banda ancha a un objeto cuántico de ancho de línea estrecho (QOs).
• Ajuste de la separación de niveles de QO a través del efecto Stark para controlar la no linealidad de tercer orden.
• Utilizando simulaciones de dominio de tiempo de diferencia finita (FDTD) con efectos de retardo.

Principales resultados:

• El ajuste continuo de la puerta de no linealidad de tercer orden se logra con un tiempo de respuesta de picosegundos.
• La mejora de la interferencia de Fano se degrada con el posicionamiento aleatorio de QO debido a las variaciones de fase.
• Se destacó la importancia de la extensión espacial del conjunto de QO para el éxito experimental.

Conclusiones:

• Un nuevo sistema nanoplasmónico no lineal permite una no linealidad de tercer orden eléctricamente sintonizable para PQCs.
• El efecto Stark proporciona un mecanismo para la puesta a punto rápida de las puertas CV.
• La disposición espacial precisa de los objetos cuánticos es crucial para maximizar la mejora de la interferencia de Fano.