論文の概要: High-efficiency microwave-optical quantum transduction based on a cavity
electro-optic superconducting system with long coherence time
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.15467v1
- Date: Thu, 30 Jun 2022 17:57:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-07 04:22:38.494727
- Title: High-efficiency microwave-optical quantum transduction based on a cavity
electro-optic superconducting system with long coherence time
- Title（参考訳）: 長いコヒーレンス時間を有する空洞電気光学超伝導系に基づく高効率マイクロ波光量子トランスダクション
- Authors: Changqing Wang, Ivan Gonin, Anna Grassellino, Sergey Kazakov,
Alexander Romanenko, Vyacheslav P Yakovlev, Silvia Zorzetti
- Abstract要約: マイクロ波と光子の間の周波数変換は、超伝導量子プロセッサ間のリンクを作るための鍵となる技術である。
本稿では, 長コヒーレンス時間超伝導電波周波数(SRF)キャビティに基づくマイクロ波光プラットフォームを提案する。
2つのリモート量子システム間の密接な絡み合い発生の忠実さは、低マイクロ波損失により向上することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 52.77024349608834
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Frequency conversion between microwave and optical photons is a key enabling
technology to create links between superconducting quantum processors and to
realize distributed quantum networks. We propose a microwave-optical
transduction platform based on long-coherence-time superconducting
radio-frequency (SRF) cavities coupled to electro-optic optical cavities to
mitigate the loss mechanisms that limit the attainment of high conversion
efficiency. In the design, we optimize the microwave-optical field overlap and
optical coupling losses, while achieving long microwave and optical photon
lifetime at milli-Kelvin temperatures. This represents a significant
enhancement of the transduction efficiency up to 50% under pump power of
140$\mu$W, corresponding to few-photon quantum regime. Furthermore, this scheme
exhibits high resolution for optically reading out the dispersive shift induced
by a superconducting transmon qubit coupled to the SRF cavity. We also show
that the fidelity of heralded entanglement generation between two remote
quantum systems is enhanced by the low microwave losses. Finally,
high-precision in quantum sensing can be reached below the standard quantum
limit.
- Abstract（参考訳）: マイクロ波と光子間の周波数変換は、超伝導量子プロセッサ間のリンクを作成し、分散量子ネットワークを実現するための鍵となる技術である。
電子光学キャビティに結合した長コヒーレンス時間超伝導無線周波数(SRF)キャビティに基づくマイクロ波光伝送プラットフォームを提案し,高変換効率の達成を制限する損失機構を緩和する。
設計では、ミリケルビン温度で長いマイクロ波および光光子寿命を達成しつつ、マイクロ波-光電界重なりと光結合損失を最適化する。
これは、数光子量子状態に対応する140$\mu$Wのポンプパワーで、トランスダクション効率を50%まで向上させることを意味する。
さらに、SRF空洞に結合した超伝導トランスモン量子ビットによって誘起される分散シフトを光学的に読み取るための高分解能を示す。
また, 2つのリモート量子システム間のエンタングルメント生成の精度はマイクロ波損失の低さにより向上することを示した。
最後に、量子センシングの高精度は標準量子限界以下に到達できる。
関連論文リスト
- All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [69.65384453064829]
単光子強度ビームを用いた全光変調の実証を行った。
本稿では,テラヘルツ高速光スイッチングの可能性を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-18T20:14:15Z) - Light-Induced Microwave Noise in Superconducting Microwave-Optical
Transducers [1.2874569408514918]
薄膜ニオブ酸リチウムのポッケルス効果を利用した集積電気光学変換器における光誘起マイクロ波ノイズについて検討した。
超伝導マイクロ波-光トランスデューサにおける光誘起マイクロ波ノイズのメカニズムとそれに対応する緩和策について考察した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-14T20:25:34Z) - Terahertz-Mediated Microwave-to-Optical Transduction [0.0]
マイクロ波と光レンジの間の量子信号の変換は、強力なハイブリッド量子システムを解き放つ。
ほとんどのマイクロ波-光量子トランスデューサは、ポンプ吸収による熱ノイズに悩まされる。
THz帯の中間周波数状態に基づく2段階スキームを用いた電気光学変換器における熱・波動の結合解析を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-07T19:31:39Z) - Hyper-entanglement between pulse modes and frequency bins [101.18253437732933]
2つ以上のフォトニック自由度(DOF)の間の超絡み合いは、新しい量子プロトコルを強化し有効にすることができる。
パルスモードと周波数ビンとの間に超絡み合った光子対の生成を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-24T15:43:08Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z) - Slowing down light in a qubit metamaterial [98.00295925462214]
マイクロ波領域の超伝導回路は 未だにそのような装置を欠いている
共振導波路に結合した8量子ビットからなる超伝導メタマテリアルにおいて、電磁波の減速を実証した。
本研究は, 超伝導回路の高柔軟性を実証し, カスタムバンド構造を実現することを目的とした。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-14T20:55:10Z) - Quantum phase modulation with acoustic cavities and quantum dots [1.7039969990048311]
マイクロ波と光子のギャップを埋めるために成功したアプローチは、音響波のような中間的なプラットフォームを使用することであった。
ここでは、GaAs上のギガヘルツ集束表面波空洞を用いる。
半波長電圧が44mV以下の単一光子の強い変調と、サブ自然変調サイドバンド線幅を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-17T00:48:56Z) - Low-loss high-impedance circuit for quantum transduction between optical
and microwave photons [0.0]
マイクロ波と光子間の量子トランスデューサは超伝導量子ビットに基づく長距離量子ネットワークにおいて不可欠である。
光学活性自己集合量子ドット分子 (QDM) は量子トランスデューサの実装のための魅力的なプラットフォームである。
マイクロ波損失の少ないQD高インピーダンス共振器の設計と100MHzの単一マイクロ波光子結合強度を期待する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-09T18:31:13Z) - Large-bandwidth transduction between an optical single quantum-dot
molecule and a superconducting resonator [0.0]
光学活性量子ドット分子(QDM)における励起子の電気双極子モーメントは、単一光子レベルのマイクロ波共振器場に効率よく結合することを示す。
QDMの高速励起子崩壊速度により、光共振器とマイクロ波共振器の間の帯域幅は数百MHzに達する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-07T07:28:27Z) - Complete conversion between one and two photons in nonlinear waveguides
with tailored dispersion [62.997667081978825]
非線形光導波路における狭帯域ポンプ光子とブロードバンド光子対のコヒーレント変換を理論的に制御する方法を示す。
完全決定論的変換とポンプ光子再生は有限な伝播距離で達成できることを明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-10-06T23:49:44Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。