論文の概要: Coherent optical control of a superconducting microwave cavity via
electro-optical dynamical back-action
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.12443v1
- Date: Sat, 22 Oct 2022 13:21:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-18 10:02:41.389857
- Title: Coherent optical control of a superconducting microwave cavity via
electro-optical dynamical back-action
- Title（参考訳）: 電気光学動的バックアクションによる超伝導マイクロ波空洞のコヒーレント光制御
- Authors: Liu Qiu, Rishabh Sahu, William Hease, Georg Arnold, Johannes M. Fink
- Abstract要約: ミリケルビン温度におけるレーザー光を用いたマイクロ波空洞モードのコヒーレント制御について報告する。
マイクロ波および光モードの定常パルス応答と瞬時パルス応答の両方が、コヒーレントな電気光学相互作用に従うことを示す。
我々の実証は、レーザー光を用いたマイクロ波回路の完全な量子制御を実現するための重要なステップである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recent quantum technology advances have established precise quantum control
of various microscopic systems involving optical, microwave, spin, and
mechanical degrees of freedom. It is a timely challenge to realize hybrid
quantum devices that leverage the full potential of each component. Interfaces
based on cryogenic cavity electro-optic systems are particularly promising, due
to the direct interaction between microwave and optical fields in the quantum
regime. However, low coupling rates and excess back-action from the pump laser
have precluded quantum optical control of superconducting circuits. Here we
report the coherent control of a microwave cavity mode using laser light in a
multimode device at millikelvin temperature with near unity cooperativity, as
manifested by the observation of electro-optically induced transparency and
absorption due to the electro-optical dynamical back-action. We show that both
the stationary and instantaneous pulsed response of the microwave and optical
modes comply with the coherent electro-optical interaction and reveal only
minuscule amount of excess back-action with an unanticipated time delay. Our
demonstration represents a key step to attain full quantum control of microwave
circuits using laser light, with possible applications ranging from optical
quantum non-demolition measurements of microwave fields beyond the standard
quantum limit, optical microwave ground state cooling and squeezing, to quantum
transduction, entanglement generation and hybrid quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 最近の量子技術は、光学、マイクロ波、スピン、機械的自由度を含む様々な顕微鏡システムの正確な量子制御を確立している。
各コンポーネントの完全なポテンシャルを活用するハイブリッド量子デバイスの実現は、タイムリーな課題である。
低温キャビティ電気光学系に基づく界面は、量子状態におけるマイクロ波と光学場の直接的な相互作用により特に有望である。
しかし、ポンプレーザからの低結合率と過剰なバックアクションは超伝導回路の量子光学制御を妨げている。
本稿では, レーザー光を用いたマイクロ波キャビティモードのコヒーレント制御をミリケルビン温度, ほぼ一貫したコヒーレントなコヒーレント・コヒーレント・コヒーレント・コントロールとして, 電気光学的動的バックアクションによる透過・吸収の観察により明らかにした。
マイクロ波モードと光モードの定常および瞬時パルス応答は、コヒーレントな電気光学相互作用に準拠し、予期せぬ時間遅延を伴う過大なバックアクションのみを明らかにした。
本実験は、レーザー光を用いたマイクロ波回路の完全な量子制御を実現するための重要なステップであり、標準量子限界を超えるマイクロ波フィールドの光量子非デモルフィケーション測定、光マイクロ波基底状態冷却とスクイーズ、量子変換、エンタングルメント生成、ハイブリッド量子ネットワークまで応用可能である。
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