論文の概要: Entanglement Thresholds of Doubly-Parametric Quantum Transducers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.10235v1
- Date: Tue, 19 Oct 2021 20:07:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-11 01:52:16.409767
- Title: Entanglement Thresholds of Doubly-Parametric Quantum Transducers
- Title（参考訳）: 二重パラメトリック量子トランスデューサの絡み合い閾値
- Authors: Curtis L. Rau, Akira Kyle, Alex Kwiatkowski, Ezad Shojaee, John D.
Teufel, Konrad W. Lehnert, Tasshi Dennis
- Abstract要約: 二重パラメトリック量子トランスデューサの動作パラメータについて検討する。
我々は、光およびマイクロ波モードの周波数を絡める必要かつ十分な条件に対して、単純で明示的な表現を見つける。
これらの違いは、複数のトランスデューサを統合する大きな量子ネットワークの構築において重要な考慮事項である。
- 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: Doubly-parametric quantum transducers, such as electro-opto-mechanical
devices, are quickly approaching quantum operation as decoherence mechanisms
such as thermal noise, loss, and limited cooperativities are improved. These
devices show potential as the critical link between quantum information
contained at frequencies as disparate as those in the optical and microwave
domains, thus enabling applications such as long distance networking of
superconducting quantum computers. However, the requirements on the operating
parameters of the transducers necessary to achieve quantum operation have yet
to be characterized. In this work we find simple, explicit expressions for the
necessary and sufficient conditions under which doubly-parametric transducers
in the resolved-sideband, steady-state limit are capable of entangling optical
and microwave modes. Our analysis treats the transducer as a two-mode bosonic
Gaussian channel capable of both beamsplitter-type and two-mode squeezing-type
interactions between optical and microwave modes. For the beamsplitter-type
interaction, we find parameter thresholds which distinguish regions of the
channel's separability, capacity for bound entanglement, and capacity for
distillable entanglement. By contrast, the two-mode squeezing-type interaction
always produces distillable entanglement with no restrictions on temperature,
cooperativities, or losses. Finally, we find the entanglement breaking
conditions on the reduced one-mode upconversion and downconversion channels
obtained by initializing the unused input with vacuum while ignoring the unused
output. These differences between the entanglement thresholds of the
beamsplitter-type and two-mode squeezing-type interactions are then important
considerations in the construction of larger quantum networks that integrate
multiple transducers.
- Abstract（参考訳）: 電気オプトメカニカルデバイスのような二重パラメトリック量子トランスデューサは、熱ノイズ、損失、限られた協調性などの非コヒーレンスメカニズムとして急速に量子演算に近づいている。
これらのデバイスは、光学領域とマイクロ波領域の周波数に含まれる量子情報間の臨界リンクとしてポテンシャルを示し、超伝導量子コンピュータの長距離ネットワークのような応用を可能にしている。
しかし、量子演算を実現するために必要なトランスデューサの動作パラメータに関する要件は、まだ特徴付けられていない。
本研究では,分解側バンドの2重パラメトリックトランスデューサが光学モードとマイクロ波モードを絡ませることのできる,必要かつ十分な条件に対する単純かつ明示的な表現を求める。
我々はトランスデューサを2モードボソニックガウスチャネルとして扱い、光モードとマイクロ波モードのビームスプリッタ型および2モードスキューズ型相互作用を両立させる。
ビームスプリッター型相互作用では, チャネルの分離性, 境界エンタングルメントの容量, 蒸留可能なエンタングルメントの容量を区別するパラメータしきい値を求める。
対照的に、2モードのスクイージング型相互作用は、常に温度、協調性、損失に制限のない蒸留可能な絡み合いを生み出す。
最後に、未使用の入力を真空で初期化し、未使用の出力を無視した1モードアップコンバージョンおよびダウンコンバージョンチャネルの絡み合い破壊条件を求める。
ビームスプリッタ型と2モードスケザリング型相互作用の絡み合い閾値の違いは、複数のトランスデューサを統合する大きな量子ネットワークの構築において重要である。
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