論文の概要: Engineering symmetry-selective couplings of a superconducting artificial
molecule to microwave waveguides
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.12209v1
- Date: Thu, 24 Feb 2022 17:16:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-24 01:34:45.302637
- Title: Engineering symmetry-selective couplings of a superconducting artificial
molecule to microwave waveguides
- Title（参考訳）: 超伝導人工分子とマイクロ波導波路のエンジニアリング対称性選択的結合
- Authors: Mohammed Ali Aamir, Claudia Castillo Moreno, Simon Sundelin, Janka
Bizn\'arov\'a, Marco Scigliuzzo, Kowshik Erappaji Patel, Amr Osman, D. P.
Lozano, Simone Gasparinetti
- Abstract要約: 2つの同一の強結合トランスモン量子ビットと2つのマイクロ波導波路からなる人工分子間の新しい結合方式を実証する。
この結合配置により、導波路を横断する空間的に分離されたベル状態を簡単に生成できることを示す。
量子熱力学、マイクロ波光検出、光子-光子ゲートへのさらなる応用をめざす。
- 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: Tailoring the decay rate of structured quantum emitters into their
environment opens new avenues for nonlinear quantum optics, collective
phenomena, and quantum communications. Here we demonstrate a novel coupling
scheme between an artificial molecule comprising two identical, strongly
coupled transmon qubits, and two microwave waveguides. In our scheme, the
coupling is engineered so that transitions between states of the same
(opposite) symmetry, with respect to the permutation operator, are
predominantly coupled to one (the other) waveguide. The symmetry-based coupling
selectivity, as quantified by the ratio of the coupling strengths, exceeds a
factor of 30 for both the waveguides in our device. In addition, we implement a
two-photon Raman process activated by simultaneously driving both waveguides,
and show that it can be used to coherently couple states of different symmetry
in the single-excitation manifold of the molecule. Using that process, we
implement frequency conversion across the waveguides, mediated by the molecule,
with efficiency of about 95%. Finally, we show that this coupling arrangement
makes it possible to straightforwardly generate spatially-separated Bell states
propagating across the waveguides. We envisage further applications to quantum
thermodynamics, microwave photodetection, and photon-photon gates.
- Abstract（参考訳）: 構造化量子エミッタの環境への減衰速度を調整することは、非線形量子光学、集合現象、量子通信の新しい道を開く。
ここでは、2つの同一結合トランスモン量子ビットと2つのマイクロ波導波路からなる人工分子間の新しい結合方式を示す。
このスキームでは、結合は、置換作用素に関して同じ(対極)対称性の状態間の遷移が、主に一方(他方)の導波路に結合するように設計される。
結合強度の比で定量化される対称性に基づくカップリング選択率は、デバイス内の両導波路の係数を30以上超える。
さらに、両方の導波路を同時に駆動することによって活性化される2光子ラマン過程を実装し、分子の単一励起多様体において異なる対称性の状態をコヒーレントに結合できることを示した。
このプロセスを用いて、分子によって媒介される導波路の周波数変換を約95%の効率で実施する。
最後に,この結合配置により,導波路を伝搬する空間分離ベル状態を容易に生成できることを示す。
量子熱力学、マイクロ波光検出、光子-光子ゲートへのさらなる応用をめざす。
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