2022 Roadmap on integrated quantum photonics
Galan Moody
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Volker Sorger
,
Daniel Blumenthal
,
Paul Juodawlkis
,
William Loh
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Cheryl Sorace-Agaskar
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Alex Jones
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Krishna Balram
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Jonathan Matthews
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Anthony Laing
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Marcelo Davanco
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Lin Chang
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John Bowers
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Niels Quack
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Christophe Galland
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Igor Aharonovich
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Martin Wolff
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Carsten Schuck
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Neil Sinclair
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Marko Lončar
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Tin Komljenovic
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David Weld
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Shayan Mookherjea
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Sonia Buckley
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Marina Radulaski
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Stephan Reitzenstein
,
Benjamin Pingault
,
Bartholomeus Machielse
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Debsuvra Mukhopadhyay
,
Alexey Akimov
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Aleksei Zheltikov
,
Girish Agarwal
,
Kartik Srinivasan
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Juanjuan Lu
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Hong Tang
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Wentao Jiang
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Timothy Mckenna
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Amir Safavi-Naeini
,
Stephan Steinhauer
,
Ali Elshaari
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Val Zwiller
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Paul Davids
,
Nicholas Martinez
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Michael Gehl
,
John Chiaverini
,
Karan Mehta
,
Jacquiline Romero
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Navin Lingaraju
,
Andrew Weiner
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Daniel Peace
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Robert Cernansky
,
Mirko Lobino
,
Eleni Diamanti
(1)
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Luis Trigo Vidarte
(1)
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Ryan Camacho
Galan Moody
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195086
- ORCID : 0000-0002-6265-2034
Volker Sorger
- Fonction : Auteur
Daniel Blumenthal
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195087
- ORCID : 0000-0002-1735-7220
Paul Juodawlkis
- Fonction : Auteur
William Loh
- Fonction : Auteur
Cheryl Sorace-Agaskar
- Fonction : Auteur
Alex Jones
- Fonction : Auteur
Krishna Balram
- Fonction : Auteur
Jonathan Matthews
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195088
- ORCID : 0000-0001-6184-1813
Anthony Laing
- Fonction : Auteur
Marcelo Davanco
- Fonction : Auteur
Lin Chang
- Fonction : Auteur
John Bowers
- Fonction : Auteur
Niels Quack
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195089
- ORCID : 0000-0001-5189-0929
Christophe Galland
- Fonction : Auteur
Igor Aharonovich
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195090
- ORCID : 0000-0003-4304-3935
Martin Wolff
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195091
- ORCID : 0000-0002-1632-9797
Carsten Schuck
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195092
- ORCID : 0000-0002-9220-4021
Neil Sinclair
- Fonction : Auteur
Marko Lončar
- Fonction : Auteur
Tin Komljenovic
- Fonction : Auteur
David Weld
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195093
- ORCID : 0000-0002-4574-9491
Shayan Mookherjea
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195094
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Sonia Buckley
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195095
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Marina Radulaski
- Fonction : Auteur
Stephan Reitzenstein
- Fonction : Auteur
- PersonId : 768375
- ORCID : 0000-0002-1381-9838
Benjamin Pingault
- Fonction : Auteur
Bartholomeus Machielse
- Fonction : Auteur
Debsuvra Mukhopadhyay
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195096
- ORCID : 0000-0002-3468-0273
Alexey Akimov
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195097
- ORCID : 0000-0002-4167-5085
Aleksei Zheltikov
- Fonction : Auteur
Girish Agarwal
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195098
- ORCID : 0000-0002-8320-4708
Kartik Srinivasan
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195099
- ORCID : 0000-0003-2589-3688
Juanjuan Lu
- Fonction : Auteur
Hong Tang
- Fonction : Auteur
Wentao Jiang
- Fonction : Auteur
Timothy Mckenna
- Fonction : Auteur
Amir Safavi-Naeini
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195100
- ORCID : 0000-0001-6176-1274
Stephan Steinhauer
- Fonction : Auteur
Ali Elshaari
- Fonction : Auteur
Val Zwiller
- Fonction : Auteur
Paul Davids
- Fonction : Auteur
Nicholas Martinez
- Fonction : Auteur
Michael Gehl
- Fonction : Auteur
John Chiaverini
- Fonction : Auteur
Karan Mehta
- Fonction : Auteur
Jacquiline Romero
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195101
- ORCID : 0000-0002-5840-2606
Navin Lingaraju
- Fonction : Auteur
Andrew Weiner
- Fonction : Auteur
Daniel Peace
- Fonction : Auteur
Robert Cernansky
- Fonction : Auteur
Mirko Lobino
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1195102
- ORCID : 0000-0001-8091-8951
Eleni Diamanti
- Fonction : Auteur
- PersonId : 742380
- IdHAL : eleni-diamanti
- ORCID : 0000-0003-1795-5711
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Ryan Camacho
- Fonction : Auteur
Résumé
Abstract Integrated photonics will play a key role in quantum systems as they grow from few-qubit prototypes to tens of thousands of qubits. The underlying optical quantum technologies can only be realized through the integration of these components onto quantum photonic integrated circuits (QPICs) with accompanying electronics. In the last decade, remarkable advances in quantum photonic integration have enabled table-top experiments to be scaled down to prototype chips with improvements in efficiency, robustness, and key performance metrics. These advances have enabled integrated quantum photonic technologies combining up to 650 optical and electrical components onto a single chip that are capable of programmable quantum information processing, chip-to-chip networking, hybrid quantum system integration, and high-speed communications. In this roadmap article, we highlight the status, current and future challenges, and emerging technologies in several key research areas in integrated quantum photonics, including photonic platforms, quantum and classical light sources, quantum frequency conversion, integrated detectors, and applications in computing, communications, and sensing. With advances in materials, photonic design architectures, fabrication and integration processes, packaging, and testing and benchmarking, in the next decade we can expect a transition from single- and few-function prototypes to large-scale integration of multi-functional and reconfigurable devices that will have a transformative impact on quantum information science and engineering.