論文の概要: Generalized Matching Condition for Unity Efficiency Quantum Transduction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.06960v1
• Date: Mon, 14 Feb 2022 19:00:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-25 20:47:24.964075
• Title: Generalized Matching Condition for Unity Efficiency Quantum Transduction
• Title（参考訳）: 単位効率量子トランスダクションのための一般化マッチング条件
• Authors: Chiao-Hsuan Wang, Mengzhen Zhang, and Liang Jiang
• Abstract要約: 我々は、$N$ステージの量子トランスダクションに対する一般的な定式化を提示する。 実効回路モデルと結果の一般化されたマッチング条件を同定する。 我々は、全共振器よりも優れた非共振器変換の新しい体制を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5496329090462626
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Coherently converting quantum states between distinct elements via quantum transducers remains a crucial yet challenging task in quantum science. Especially in demand is quantum transduction between optical frequencies, which are ideal for low-loss transmission across long distances, and microwave frequencies, which admit high-fidelity quantum operations. We present a generic formalism for $N$-stage quantum transduction that covers various leading microwave-to-optical, microwave-to-microwave, and optical-to-optical linear conversion approaches. We then identify effective circuit models and the resulting generalized matching conditions for achieving maximum conversion efficiency. The generalized matching condition requires resistance matching as well as frequency matching beyond the usual resonant assumption, with simple impedance-matched transmission interpretation. Our formalism provides a generic toolbox for determining experimental parameters to realize efficient quantum transduction, and suggests new regimes of non-resonant conversions that might outperform all-resonant ones.
• Abstract（参考訳）: 量子トランスデューサによる異なる要素間の量子状態のコヒーレントな変換は、量子科学において重要な課題である。 特に需要は、長距離の低損失伝送に理想的な光周波数と、高忠実度量子演算を許容するマイクロ波周波数の間の量子変換である。 我々は,マイクロ波-マイクロ波,マイクロ波-マイクロ波,光-光-光線形変換アプローチを網羅した,$N$ステージ量子トランスダクションの汎用的な定式化を提案する。 次に、最大変換効率を達成するための有効回路モデルと結果の一般化マッチング条件を同定する。 一般化されたマッチング条件は、抵抗マッチングと、通常の共振仮定を超える周波数マッチングと、単純なインピーダンス整合伝送解釈を必要とする。 我々の定式化は、効率的な量子トランスダクションを実現するための実験パラメータを決定するための一般的なツールボックスを提供し、全共振器よりも優れた非共鳴変換の新たな規則を提案する。

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