박막 리튬 나이오베이트 기반 양자 메모리

집적 포토닉스는 양자 통신 및 양자 컴퓨팅을 위한 유망한 플랫폼으로 부상하고 있습니다. 특히 박막 리튬 나이오베이트(TFLN)는 뛰어난 광학적 특성으로 인해 다양한 집적 광자 장치 구현에 주목받고 있습니다. 그러나 양자 인터넷의 핵심 구성 요소인 양자 메모리는 TFLN에서 아직 시연되지 않았습니다. 본 연구에서는 에르븀 이온(Er3+)이 도핑된 TFLN을 사용하여 온칩 양자 메모리를 구현했습니다. 개발된 양자 메모리는 1.95 ± 0.04%의 효율로 400 ns의 저장 시간을 달성하여 기존 도파관 지연선보다 훨씬 뛰어난 성능을 보였습니다. 또한, 4개의 시간 모드를 성공적으로 저장하여 다중 모드 기능을 입증했습니다. 단일 광자 수준의 코히어런트 펄스를 시간 양자 비트(time-bin qubits)로 인코딩하여 96.8 ± 0.3%의 충실도로 저장했으며, 이는 측정 및 준비 전략으로 달성 가능한 고전적 한계를 능가합니다. 이 결과는 Er3+:TFLN에서 통신 대역 시간 양자 비트용 온칩 양자 메모리를 시연한 것으로, 확장 가능한 양자 정보 처리를 위한 집적 양자 레지스터 및 중계기 개발에 핵심적인 기반을 제공합니다.