論文の概要: Cavity piezo-mechanics for superconducting-nanophotonic quantum interface

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.09483v2
• Date: Fri, 21 Feb 2020 05:01:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-05 21:46:14.665469
• Title: Cavity piezo-mechanics for superconducting-nanophotonic quantum interface
• Title（参考訳）: 超伝導ナノフォトニック量子界面のためのキャビティピエゾメカニクス
• Authors: Xu Han, Wei Fu, Changchun Zhong, Chang-Ling Zou, Yuntao Xu, Ayed Al Sayem, Mingrui Xu, Sihao Wang, Risheng Cheng, Liang Jiang, Hong X. Tang
• Abstract要約: 超伝導キャビティとナノフォトニックキャビティ内の光子と10GHzフォノンを共振結合した集積型超伝導キャビティ圧電機構プラットフォームについて報告する。 我々はマイクロ波-光子変換の効率的な観察を通して低温におけるコヒーレント相互作用を実証した。 このハイブリッドインタフェースは、マイクロ波光子の絡み合いとギガヘルツフォノンを介する量子センシングの新しい探索と同様に、大規模な量子通信に向けて大きな一歩を踏み出した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.047107581901681
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Hybrid quantum systems are essential for the realization of distributed quantum networks. In particular, piezo-mechanics operating at typical superconducting qubit frequencies features low thermal excitations, and offers an appealing platform to bridge superconducting quantum processors and optical telecommunication channels. However, integrating superconducting and optomechanical elements at cryogenic temperatures with sufficiently strong interactions remains a tremendous challenge. Here, we report an integrated superconducting cavity piezo-optomechanical platform where 10-GHz phonons are resonantly coupled with photons in a superconducting and a nanophotonic cavities at the same time. Benefited from the achieved large piezo-mechanical cooperativity ($C_\mathrm{em}\sim7$) and the enhanced optomechanical coupling boosted by a pulsed optical pump, we demonstrate coherent interactions at cryogenic temperatures via the observation of efficient microwave-optical photon conversion. This hybrid interface makes a substantial step towards quantum communication at large scale, as well as novel explorations in microwave-optical photon entanglement and quantum sensing mediated by gigahertz phonons.
• Abstract（参考訳）: ハイブリッド量子システムは分散量子ネットワークの実現に不可欠である。 特に、典型的な超伝導量子ビット周波数で動作するピエゾメカニクスは低い熱励起を持ち、超伝導量子プロセッサと光通信チャネルを橋渡しするための魅力的なプラットフォームを提供する。 しかし、十分に強い相互作用を持つ低温での超伝導と光学素子の統合は大きな課題である。 本稿では,10GHzのフォノンと光子を同時に結合し,同時にナノフォトニックキャビティと共振する集積型超伝導キャビティ圧電機構プラットフォームについて報告する。 パルス光ポンプにより励起される拡張オプトロメカニカルカップリングと、達成された大圧電メカニカルコオペラティ(C_\mathrm{em}\sim7$)と、効率の良いマイクロ波光子変換の観測により、低温におけるコヒーレント相互作用を実証した。 このハイブリッドインターフェースは、マイクロ波光子絡み合いやギガヘルツフォノンを媒介とする量子センシングにおける新しい探究と同様に、大規模な量子通信に向けて大きな一歩を踏み出します。

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