論文の概要: Reconfigurable quantum phononic circuits via piezo-acoustomechanical interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.05406v2
• Date: Mon, 14 Jun 2021 15:45:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-27 04:00:06.637309
• Title: Reconfigurable quantum phononic circuits via piezo-acoustomechanical interactions
• Title（参考訳）: ピエゾ音響相互作用による再構成可能な量子フォノニック回路
• Authors: Jeffrey C. Taylor, Eric Chatterjee, William F. Kindel, Daniel Soh, and Matt Eichenfield
• Abstract要約: 本研究では, 既存の量子音速プラットフォームにおいて, 圧電ひずみのアクティベーションによって大きな位相速度変化が生じることを示す。 GHz周波数フォノンの位相シフトを10ボルト印加した10ミクロンで生成できる位相シフト器の導波路を実証する。 指数的に減衰するパルスに対して、90%以上の量子状態遷移忠実度で「読み」および「書き」演算を行うことができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We show that piezoelectric strain actuation of acoustomechanical interactions can produce large phase velocity changes in an existing quantum phononic platform: aluminum nitride on suspended silicon. Using finite element analysis, we demonstrate a piezo-acoustomechanical phase shifter waveguide capable of producing +/- pi phase shifts for GHz frequency phonons in 10s of microns with 10s of volts applied. Then, using the phase shifter as a building block, we demonstrate several phononic integrated circuit elements useful for quantum information processing. In particular, we show how to construct programmable multi-mode interferometers for linear phononic processing and a dynamically reconfigurable phononic memory that can switch between an ultra-long-lifetime state and a state strongly coupled to its bus waveguide. From the master equation for the full open quantum system of the reconfigurable phononic memory, we show that it is possible to perform "read" and "write" operations with over 90% quantum state transfer fidelity for an exponentially decaying pulse.
• Abstract（参考訳）: 共役相互作用の圧電ひずみが既存の量子フォノニックプラットフォーム(懸濁シリコン上の窒化アルミニウム)において大きな位相速度変化をもたらすことが示されている。 有限要素解析を用いて10ボルトのマイクロンの10sにおけるGHz周波数フォノンの+/-π位相シフトを生成できる圧電-音響-機械的位相シフト器導波路を実証した。 次に, 位相シフタをビルディングブロックとして使用し, 量子情報処理に有用な複数の音波集積回路素子を実演する。 特に,リニアフォノニック処理のためのプログラム可能なマルチモード干渉計と,超長寿命状態とバス導波路に強く結合した状態とを切り替え可能な動的再構成可能なフォノニックメモリの構築方法を示す。 再構成可能なフォノンメモリの完全開量子系に対するマスター方程式から、指数関数的に減衰するパルスに対して90%以上の量子状態遷移忠実度で「読み」および「書き」演算を行うことができることを示す。

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