title: Suppression law of quantum states in a 3D photonic fast Fourier transform chip.
abstract: The identification of phenomena able to pinpoint quantum interference is attracting large interest. Indeed, a generalization of the Hong-Ou-Mandel effect valid for any number of photons and optical modes would represent an important leap ahead both from a fundamental perspective and for practical applications, such as certification of photonic quantum devices, whose computational speedup is expected to depend critically on multi-particle interference. Quantum distinctive features have been predicted for many particles injected into multimode interferometers implementing the Fourier transform over the optical modes. Here we develop a scalable approach for the implementation of the fast Fourier transform algorithm using three-dimensional photonic integrated interferometers, fabricated via femtosecond laser writing technique. We observe the suppression law for a large number of output states with four- and eight-mode optical circuits: the experimental results demonstrate genuine quantum interference between the injected photons, thus offering a powerful tool for diagnostic of photonic platforms.
authors: Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Consiglio Nazionale delle Ricerche (IFN-CNR), Piazza Leonardo da Vinci, 32, I-20133 Milano, Italy.|Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano, Piazza Leonardo da Vinci, 32, I-20133 Milano, Italy.
authors: Andrea
authors: A
authors: Crespi
authors: Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Consiglio Nazionale delle Ricerche (IFN-CNR), Piazza Leonardo da Vinci, 32, I-20133 Milano, Italy.|Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano, Piazza Leonardo da Vinci, 32, I-20133 Milano, Italy.
authors: Roberto
authors: http://orcid.org/0000-0002-4457-9902
authors: R
authors: Osellame
authors: Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Consiglio Nazionale delle Ricerche (IFN-CNR), Piazza Leonardo da Vinci, 32, I-20133 Milano, Italy.|Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano, Piazza Leonardo da Vinci, 32, I-20133 Milano, Italy.
authors: Roberta
authors: R
authors: Ramponi
authors: Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, I-00185 Roma, Italy.
authors: Marco
authors: M
authors: Bentivegna
authors: Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, I-00185 Roma, Italy.
authors: Fulvio
authors: F
authors: Flamini
authors: Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, I-00185 Roma, Italy.
authors: Nicolò
authors: N
authors: Spagnolo
authors: Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, I-00185 Roma, Italy.
authors: Niko
authors: N
authors: Viggianiello
authors: Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, I-00185 Roma, Italy.|Università di Roma Tor Vergata, Via della ricerca scientifica 1, I-00133 Roma, Italy.
authors: Luca
authors: L
authors: Innocenti
authors: Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, I-00185 Roma, Italy.
authors: Paolo
authors: P
authors: Mataloni
authors: Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 5, I-00185 Roma, Italy.
authors: Fabio
authors: F
authors: Sciarrino