論文の概要: Beating the 3 dB Limit for Intracavity Squeezing and Its Application to
Nondemolition Qubit Readout
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.06892v2
- Date: Mon, 19 Sep 2022 05:33:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-22 03:47:02.483050
- Title: Beating the 3 dB Limit for Intracavity Squeezing and Its Application to
Nondemolition Qubit Readout
- Title（参考訳）: キャビティ内スクイーズにおける3dB限界のビーティングと非劣化ビット読み出しへの応用
- Authors: Wei Qin and Adam Miranowicz and Franco Nori
- Abstract要約: 信号モードに2トーン駆動を施すだけで、信号モードの光子損失によりポンプモードを圧縮定常状態に駆動できることが示される。
このキャビティ内スクイーズにより,長手キュービット読み出しの信号-雑音比が増大することが実証された。
我々の結果は、DPAの応用範囲を拡大し、現代の量子技術に新たな機会を開放する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9852567834643291
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: While the squeezing of a propagating field can, in principle, be made
arbitrarily strong, the cavity-field squeezing is subject to the well-known 3
dB limit, and thus has limited applications. Here, we propose the use of a
fully quantum degenerate parametric amplifier (DPA) to beat this squeezing
limit. Specifically, we show that by {\it simply} applying a two-tone driving
to the signal mode, the pump mode can, {\it counterintuitively}, be driven by
the photon loss of the signal mode into a squeezed steady state with, in
principle, an {\it arbitrarily high} degree of squeezing. Furthermore, we
demonstrate that this intracavity squeezing can increase the signal-to-noise
ratio of longitudinal qubit readout {\it exponentially} with the degree of
squeezing. Correspondingly, an improvement of the measurement error by {\it
many orders of magnitude} can be achieved even for modest parameters. In stark
contrast, using intracavity squeezing of the semiclassical DPA {\it cannot}
practically increase the signal-to-noise ratio and thus improve the measurement
error. Our results extend the range of applications of DPAs and open up new
opportunities for modern quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 伝播場のスクイージングは、原則として任意に強くすることができるが、キャビティ・フィールド・スクイージングはよく知られた3dB極限の対象であり、したがって限定的な応用を持つ。
本稿では,完全量子デジネートパラメトリック増幅器(DPA)を用いて,このスクイーズ限界を克服する手法を提案する。
具体的には、信号モードに2音の駆動を適用することで、ポンプモードは、信号モードの光子損失を、原理上は任意に高いスクイーズ度で圧縮した定常状態にすることで駆動できることを示す。
さらに, この空洞内スクイーズが, 縦量子ビット読み出しの信号対雑音比を指数関数的に増加させることを示した。
それに対応して、幾何桁もの桁数による測定誤差の改善は、控えめなパラメータに対しても達成できる。
対照的に、半古典的 dpa {\displaystyle dpa} の空洞内スクイーズを用いることで、信号対雑音比を実質的に増加させ、測定誤差を改善することができる。
我々の結果は、DPAの応用範囲を広げ、現代の量子技術に新たな機会を開く。
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