[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019年6月23日-27日）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 用于线性量子处理的8×8可编程硅氮化物光子处理器

摘要： 由片上调谐分束器和移相器构成的通用线性光学网络，为量子信息处理（QIP）提供了一个极具前景的平台。得益于其相位稳定性和可重构性，该系统具有强鲁棒性，能实现量子隐形传态、量子密钥分发、光子量子比特门协议和玻色采样等多种量子信息与通信协议。我们基于化学计量比Si3N4波导，设计了一个8×8模式Blass矩阵作为线性光学量子信息处理的通用变换电路。Si3N4平台兼具高折射率对比度、超低直通损耗和宽光谱透明范围的独特优势。为验证该光子芯片作为通用量子信息处理线性光学处理器的性能，我们在Blass矩阵内多个分束器上编程实现片上量子干涉，获得高可见度干涉效果，平均保真度达~95%。为进一步展示处理器的灵活性与可配置性，我们采用8维轨道编码单光子实现了8维幺正变换。研究结果证明了基于Si3N4波导的低损耗集成线性光学光子处理器的适用性与可靠性，这些成果彰显了Si3N4在开发大型通用线性光学量子电路方面的巨大潜力，这对量子信息处理技术的发展至关重要。