論文の概要: Thermal Noise in Electro-Optic Devices at Cryogenic Temperatures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.08764v1
• Date: Thu, 20 Aug 2020 04:06:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-05 12:32:14.282056
• Title: Thermal Noise in Electro-Optic Devices at Cryogenic Temperatures
• Title（参考訳）: 極低温における電気光学素子の熱ノイズ
• Authors: Sonia Mobassem, Nicholas J. Lambert, Alfredo Rueda, Johannes M. Fink, Gerd Leuchs, and Harald G. L. Schwefel
• Abstract要約: ニオブ酸リチウム吸音ギャラリーモード共振器を用いた電気光学変換器の熱的挙動について検討した。 ポンプのパルス動作は変換の忠実度を増加させる一方, 連続ポンプの出力レベルが最適であることが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The quantum bits (qubits) on which superconducting quantum computers are based have energy scales corresponding to photons with GHz frequencies. The energy of photons in the gigahertz domain is too low to allow transmission through the noisy room-temperature environment, where the signal would be lost in thermal noise. Optical photons, on the other hand, have much higher energies, and signals can be detected using highly efficient single-photon detectors. Transduction from microwave to optical frequencies is therefore a potential enabling technology for quantum devices. However, in such a device the optical pump can be a source of thermal noise and thus degrade the fidelity; the similarity of input microwave state to the output optical state. In order to investigate the magnitude of this effect we model the sub-Kelvin thermal behavior of an electro-optic transducer based on a lithium niobate whispering gallery mode resonator. We find that there is an optimum power level for a continuous pump, whilst pulsed operation of the pump increases the fidelity of the conversion.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子コンピュータをベースとする量子ビット(量子ビット)は、GHz周波数の光子に対応するエネルギースケールを持つ。 ギガヘルツ領域の光子のエネルギーは低すぎて、熱雑音によって信号が失われるノイズの多い室温環境を透過することができない。 一方、光子は非常に高いエネルギーを持ち、高効率の単一光子検出器を用いて信号を検出することができる。 したがって、マイクロ波から光周波数への変換は量子デバイスにとって潜在的に実現可能な技術である。 しかし、そのような装置では、光ポンプは熱雑音の発生源となり、入力マイクロ波状態と出力光状態との類似性を低下させることができる。 この効果の大きさを調べるために, リチウムニオブ酸リチウム発振ギャラリーモード共振器を用いた電気光学変換器のセルビン下熱挙動をモデル化した。 ポンプのパルス動作により変換の忠実性が向上する一方, 連続ポンプの最適電力レベルが存在することが判明した。

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