Fonte de fótons únicos em circuitos fotônicos integrados multimodais de GaAs com excitação ressonante

Resumo

Dentre as plataformas utilizadas para o desenvolvimento de sistemas de informação quânticos, circuitos fotônicos integrados são muito promissores para a geração, manipulação e detecção de qubits - unidade básica da informação quântica - por suas características de estabilidade, reconfigurabilidade e escalabilidade. Isso os torna em candidatos ideais para o desenvolvimento de tecnologias disruptivas que permitem aplicar conceitos únicos da mecânica quântica, como superposição e entrelaçamento, para aperfeiçoar significativamente as características relacionadas com a capacidade, velocidade e segurança de diversas tarefas realizadas por sistemas clássicos. Um grande desafio científico e tecnológico atual é obter um emissor de fótons únicos que atenda perfeitamente aos elevados critérios de pureza, indistinguibilidade, e "brilho" necessários para o desenvolvimento de sistemas quânticos fotônicos avançados. Aqui é proposto um trabalho dedicado a estudar, fabricar e caracterizar uma fonte de fótons únicos baseada em um ponto quântico de InAs integrado a um circuito fotônico monolítico de GaAs que visa, ao mesmo tempo, proporcionar uma taxa de emissão espontânea elevada, permitir a excitação ressonante do ponto quântico e a extração dos fótons únicos através de guias de onda integrados, além de atender à restrições de fabricação importantes para desempenho do emissor. Além de contribuições para o desenvolvimento dos sistemas quânticos fotônicos, o trabalho possui potencial para explorar questões referentes ao design invertido de dispositivos fotônicos integrados e também permitir aprofundar a discussão quanto aos efeitos dos processos de fabricação sobre a resposta dos emissores quânticos. (AU)