論文の概要: Control and readout of a superconducting qubit using a photonic link

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.01167v1
• Date: Wed, 2 Sep 2020 16:19:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-04 01:04:08.934985
• Title: Control and readout of a superconducting qubit using a photonic link
• Title（参考訳）: フォトニックリンクを用いた超伝導量子ビットの制御と読み出し
• Authors: F. Lecocq, F. Quinlan, K. Cicak, J. Aumentado, S. A. Diddams, J. D. Teufel
• Abstract要約: 普遍的な量子コンピュータは、数百万ビットの量子ビット(量子ビット)を持つプロセッサを必要とする。 超伝導量子プロセッサでは、各量子ビットは、室温電子回路と量子回路の低温環境を接続するマイクロ波信号線で個別に処理される。 ここでは,光ファイバーを用いたフォトニックリンクを用いて,室温からの変調レーザ光を低温光検出器に誘導し,ミリケルビン温度で直接ショットノイズに制限されたマイクロ波信号を伝送する。
• 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: Delivering on the revolutionary promise of a universal quantum computer will require processors with millions of quantum bits (qubits). In superconducting quantum processors, each qubit is individually addressed with microwave signal lines that connect room temperature electronics to the cryogenic environment of the quantum circuit. The complexity and heat load associated with the multiple coaxial lines per qubit limits the possible size of a processor to a few thousand qubits. Here we introduce a photonic link employing an optical fiber to guide modulated laser light from room temperature to a cryogenic photodetector, capable of delivering shot-noise limited microwave signals directly at millikelvin temperatures. By demonstrating high-fidelity control and readout of a superconducting qubit, we show that this photonic link can meet the stringent requirements of superconducting quantum information processing. Leveraging the low thermal conductivity and large intrinsic bandwidth of optical fiber enables efficient and massively multiplexed delivery of coherent microwave control pulses, providing a path towards a million-qubit universal quantum computer.
• Abstract（参考訳）: 汎用量子コンピュータの革命的な約束を実現するには、数百万の量子ビット(量子ビット)を持つプロセッサが必要になる。 超伝導量子プロセッサでは、各量子ビットは室温電子回路と量子回路の低温環境を接続するマイクロ波信号線で個別に処理される。 1キュービットあたりの複数の同軸線に関連する複雑さと熱負荷は、プロセッサのサイズを数千キュービットに制限する。 ここでは,光ファイバーを用いたフォトニックリンクを用いて,室温からの変調レーザ光を低温光検出器に誘導し,ミリケルビン温度で直接ショットノイズ制限マイクロ波信号を伝送する。 超伝導量子ビットの高忠実性制御と読み出しを示すことで、このフォトニックリンクが超伝導量子情報処理の厳密な要件を満たしていることを示す。 光ファイバの低熱伝導率と大きな内在帯域を活用することで、コヒーレントマイクロ波制御パルスの効率と大規模多重化が可能となり、100万量子ビットの普遍量子コンピュータへの道を歩むことができる。

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