論文の概要: On-Demand Directional Microwave Photon Emission Using Waveguide Quantum Electrodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.01430v2
• Date: Thu, 13 Oct 2022 20:45:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-23 07:43:37.420542
• Title: On-Demand Directional Microwave Photon Emission Using Waveguide Quantum Electrodynamics
• Title（参考訳）: 導波路量子電磁力学を用いたオンデマンド指向性マイクロ波光子放出
• Authors: Bharath Kannan, Aziza Almanakly, Youngkyu Sung, Agustin Di Paolo, David A. Rower, Jochen Braum\"uller, Alexander Melville, Bethany M. Niedzielski, Amir Karamlou, Kyle Serniak, Antti Veps\"al\"ainen, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Roni Winik, Joel I-Jan Wang, Terry P. Orlando, Simon Gustavsson, Jeffrey A. Grover, William D. Oliver
• Abstract要約: 我々は高忠実,オンデマンド,指向性,マイクロ波光子発光を実証する。 2つの超伝導量子ビットからなる人工分子を双方向導波路に強く結合させる。 この回路は光子の吸収も可能で、量子ネットワーク内で相互接続を構築するのに適している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 38.42250061908039
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Routing quantum information between non-local computational nodes is a foundation for extensible networks of quantum processors. Quantum information transfer between arbitrary nodes is generally mediated either by photons that propagate between them, or by resonantly coupling nearby nodes. The utility is determined by the type of emitter, propagation channel, and receiver. Conventional approaches involving propagating microwave photons have limited fidelity due to photon loss and are often unidirectional, whereas architectures that use direct resonant coupling are bidirectional in principle, but can generally accommodate only a few local nodes. Here we demonstrate high-fidelity, on-demand, directional, microwave photon emission. We do this using an artificial molecule comprising two superconducting qubits strongly coupled to a bidirectional waveguide, effectively creating a chiral microwave waveguide. Quantum interference between the photon emission pathways from the molecule generates single photons that selectively propagate in a chosen direction. This circuit will also be capable of photon absorption, making it suitable for building interconnects within extensible quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 非局所計算ノード間の量子情報をルーティングすることは、量子プロセッサの拡張可能なネットワークの基礎である。 任意のノード間での量子情報伝達は、一般にそれらの間を伝播する光子または近傍ノード間の共鳴結合によって行われる。 このユーティリティは、エミッタ、伝搬チャネル、受信機の種類によって決定される。 マイクロ波光子を伝播する従来のアプローチは光子損失による忠実度が限られており、一方向であることが多いが、直接共振結合を用いるアーキテクチャは原則として双方向であるが、一般的には少数の局所ノードしか扱えない。 ここでは、高忠実、オンデマンド、指向性、マイクロ波光子放射を示す。 2つの超伝導量子ビットからなる人工分子を用いて、双方向導波路に強く結合し、カイラルマイクロ波導波路を効果的に生成する。 分子からの光子放出経路間の量子干渉は、選択された方向に選択的に伝播する単一の光子を生成する。 この回路は光子吸収も可能で、拡張可能な量子ネットワーク内で相互接続を構築するのに適している。

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