Fotónica integrada para procesadores cuánticos con trampas de iones

Cano Castro, Sofia

Fotónica integrada para procesadores cuánticos con trampas de iones

dc.contributor.advisor	Melloni, Andrea	spa
dc.contributor.advisor	Rössler, Clemens	spa
dc.contributor.author	Cano Castro, Sofia	spa
dc.date.accessioned	2024-12-03T19:42:33Z
dc.date.available	2024-12-03T19:42:33Z
dc.date.created	2024-07-16	spa
dc.description.abstract	Las perspectivas de la computación cuántica con trampas de iones dependen en gran medida de la capacidad de producir hardware fiable y escalable. Sigue siendo un reto ampliar la tecnología a más de miles de iones interactuantes para poder lograr aplicaciones de interés práctico. La microfabricación de chips de trampas de iones a nivel industrial es un paso en esta dirección. La distribución de luz en el chip para manipular el estado de los iones es uno de los elementos clave necesarios para hacer posibles trampas más grandes con arquitecturas más complejas, contribuyendo al mismo tiempo a la robustez y el rendimiento de las operaciones. Este trabajo aborda el desarrollo de óptica integrada para satisfacer esta necesidad. Se demuestran y caracterizan las primeras estructuras fotónicas para trampas de iones fabricadas con los procesos disponibles en Infineon Technologies AG. Se presenta el estudio de dispositivos pasivos de nitruro de silicio adecuados para el espectro visible, sus procesos de fabricación y las propiedades de los materiales, al tiempo que se evalúa su compatibilidad con los requisitos de fabricación para trampas de iones. Para cuantificar la calidad de las capas fotónicas, se miden las pérdidas por propagación, junto con su dependencia del confinamiento de modo y la polarización entrante. Se evalúan resultados desde 0,22 dB/cm a λ = 729 nm para guías de onda de alta relación de aspecto. Se investigan y optimizan características adicionales relacionadas con la calidad del dispositivo, que comprenden su rugosidad superficial y lateral. Estos resultados abren el camino hacia una plataforma fotónica de banda ancha y bajas pérdidas que junto con elementos más complejos, es capaz de suministrar cientos de rayos láser para el control de qubits en unidades de procesamiento cuántico.	spa
dc.description.abstractenglish	The prospect for ion trap quantum computing depends largely on the ability to produce reliable and scalable hardware. It remains a challenge to extend the technology to over thousands of interacting ions so that applications of practical interest can be achieved. The microfabrication of ion trap chips at industrial level is a step towards this direction. On-chip light delivery for manipulation of the ions’ state is among the key elements necessary to enable bigger traps with more complex architectures, while contributing to robustness and performance of the operations. This work addresses the development of integrated optics to fulfill this need. The first photonic guiding structures for ion traps fabricated with existing processes at Infineon Technologies are demonstrated and characterized. We present the study of silicon nitride passive devices suitable for the visible spectrum, their fabrication processes and material properties while assessing their compatibility with ion trap fabrication requirements. In order to quantify the quality of our photonic layers, propagation losses are measured, together with their dependence on mode confinement and incoming polarization. Results as low as 0.22 dB/cm at λ = 729 nm for high aspect ratio waveguides are evaluated. Ad ditional characteristics related to the device quality, comprising their surface and sidewall roughness are investigated and optimized. These results pave the way for a broadband, low loss photonic platform, that together with more complex elements is capable of delivering hundreds of laser beams for the qubit control of quantum processing units.	spa
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero (a) Electrónico
dc.format	PDF
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	instname:Pontificia Universidad Javeriana
dc.identifier.reponame	reponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javeriana
dc.identifier.repourl	repourl:https://repository.javeriana.edu.co
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10554/68805
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Pontificia Universidad Javeriana
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeniería
dc.publisher.program	Ingeniería Electrónica
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.licence	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional
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dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Computación cuántica
dc.subject	Trampas de iones
dc.subject	Fotónica visible
dc.subject	Microfabricación industrial
dc.subject	Nitruro de silicio
dc.subject.armarc	Ingeniería electrónica - Tesis y disertaciones académicas
dc.subject.armarc	Computadores cuánticos	spa
dc.subject.keyword	Quantum computing
dc.subject.keyword	Ion traps
dc.subject.keyword	Visible photonics
dc.subject.keyword	Industrial mi crofabrication
dc.subject.keyword	Silicon nitride
dc.title	Fotónica integrada para procesadores cuánticos con trampas de iones	spa
dc.title.english	Integrated Photonics for Trapped Ion Quantum Processors	spa
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.driver	info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado