論文の概要: An integrated microwave-to-optics interface for scalable quantum computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.15702v1
• Date: Thu, 27 Oct 2022 18:05:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-21 07:54:55.343907
• Title: An integrated microwave-to-optics interface for scalable quantum computing
• Title（参考訳）: スケーラブル量子コンピューティングのためのマイクロ波-光学統合インタフェース
• Authors: Matthew J. Weaver, Pim Duivestein, Alexandra C. Bernasconi, Selim Scharmer, Mathilde Lemang, Thierry C. van Thiel, Frederick Hijazi, Bas Hensen, Simon Gr\"oblacher, Robert Stockill
• Abstract要約: シリコンフォトニックキャビティに結合した超伝導共振器を用いた集積トランスデューサの新しい設計法を提案する。 上記の条件をすべて同時に実現するためのユニークな性能とポテンシャルを実験的に実証する。 デバイスは50オーム伝送ラインに直接接続し、単一のチップ上で多数のトランスデューサに容易にスケールできる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 47.187609203210705
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Microwave-to-optics transduction is emerging as a vital technology for scaling quantum computers and quantum networks. To establish useful entanglement links between qubit processing units, several key conditions have to be simultaneously met: the transducer must add less than a single quantum of input referred noise and operate with high-efficiency, as well as large bandwidth and high repetition rate. Here we present a new design for an integrated transducer based on a planar superconducting resonator coupled to a silicon photonic cavity through a mechanical oscillator made of lithium niobate on silicon. We experimentally demonstrate its unique performance and potential for simultaneously realizing all of the above conditions, measuring added noise that is limited to a few photons, transduction efficiencies as high as 0.9%, with a bandwidth of 14.8 MHz and a repetition rate of up to 100 kHz. Our device couples directly to a 50-Ohm transmission line and can easily be scaled to a large number of transducers on a single chip, paving the way for distributed quantum computing.
• Abstract（参考訳）: マイクロ波から光学への変換は、量子コンピュータと量子ネットワークをスケールするための重要な技術として発展しつつある。 キュービット処理ユニット間の有用な絡み合いリンクを確立するために、トランスデューサは入力参照ノイズの1量子数を1量子以下にし、高い効率で動作し、帯域幅が大きく、繰り返しレートが高いという、いくつかの重要な条件を同時に満たさなければならない。 ここでは,シリコン上にニオブ酸リチウムを添加したメカニカル発振器を用いて,シリコンフォトニックキャビティに結合した平面超伝導共振器に基づく集積型トランスデューサの設計を提案する。 実験では,光子数に制限された雑音,最大0.9%の伝送効率,14.8MHzの帯域幅,最大100kHzの繰り返し速度で,これらの条件を同時に実現するための特性とポテンシャルを実験的に実証した。 我々のデバイスは50オーム伝送ラインに直接接続し、1つのチップ上で多数のトランスデューサに容易にスケールできるので、分散量子コンピューティングへの道が開ける。

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