铌酸锂纳米光子电路中的单光子探测和低温可重构性

        单光子探测器和可重构光学电路的芯片集成是实现量子光子技术完全可扩展方法的关键一步。通过将光限制在光刻结构波导内，单个光子可以在微型可重构光网络中主动路由和干涉，它们的状态可以用芯片上的探测器读出。在一个共同的平台上集成这两个关键元素，通过最小化量子光子器件的足迹和消除分离光学系统之间有损的互连需求，提高了量子光子器件的可扩展性。Lithium-Niobate-On-Insulator (LNOI)由于其高二阶非线性和紧凑的波导足迹而成为一种很有前途的集成量子光子技术平台。重要的是，LNOI允许创建光电可重构电路，这可以在低温下有效地运行。它们与超导纳米线单光子探测器(SNSPDs)的集成为实现光量子态检测的可扩展光子器件铺平了道路。

        近日，德国曼斯特大学的Emma Lomonte等人演示了这两个关键组件在一个低损耗(0.2dB/cm)的LNOI波导网络中的集成。作为技术的实验展示，作者演示了一个电可调谐Mach-Zehnder干涉仪和两个波导集成超导纳米线单光子探测器在其输出端的组合操作。作者展示了系统的静态可重构性，具有无偏置的无漂移操作，以及高达1GHz频率的高速调制。

       相关工作发表在《NATURE COMMUNICATIONS》上。（郑江坡）

       文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-27205-8