論文の概要: An ultra-high gain single-photon transistor in the microwave regime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.10053v1
- Date: Fri, 18 Nov 2022 06:44:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-18 04:31:31.429498
- Title: An ultra-high gain single-photon transistor in the microwave regime
- Title（参考訳）: マイクロ波状態における超高利得単一光子トランジスタ
- Authors: Zhiling Wang, Zenghui Bao, Yan Li, Yukai Wu, Weizhou Cai, Weiting
Wang, Xiyue Han, Jiahui Wang, Yipu Song, Luyan Sun, Hongyi Zhang and Luming
Duan
- Abstract要約: 1つのゲート光子が1つのキャビティを通してキュービット状態の位相シフトを印加し、さらに他のキャビティの共鳴周波数をシフトさせる。
このようにして、トランジスタの利得は最大53.4dBとなり、消滅率は20dBよりも高い。
当社のデバイスは、光学的ゲインの点で、光学的レシエーションにおける過去のデバイスよりも数桁優れています。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.542267782984911
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A photonic transistor that can switch or amplify an optical signal with a
single gate photon requires strong non-linear interaction at the single-photon
level. Circuit quantum electrodynamics provides great flexibility to generate
such an interaction, and thus could serve as an effective platform to realize a
high-performance single-photon transistor. Here we demonstrate such a photonic
transistor in the microwave regime. Our device consists of two microwave
cavities dispersively coupled to a superconducting qubit. A single gate photon
imprints a phase shift on the qubit state through one cavity, and further
shifts the resonance frequency of the other cavity. In this way, we realize a
gain of the transistor up to 53.4 dB, with an extinction ratio better than 20
dB. Our device outperforms previous devices in the optical regime by several
orders in terms of optical gain, which indicates a great potential for
application in the field of microwave quantum photonics and quantum information
processing.
- Abstract（参考訳）: 単一ゲート光子で光信号をスイッチまたは増幅できるフォトニックトランジスタは、単一光子レベルで強い非線形相互作用を必要とする。
回路量子力学はそのような相互作用を生成するのに優れた柔軟性を提供し、高性能な単一光子トランジスタを実現するための効果的なプラットフォームとして機能する。
ここでは、マイクロ波領域でこのようなフォトニックトランジスタを示す。
本装置は超伝導量子ビットに分散結合した2つのマイクロ波キャビティからなる。
単一ゲート光子は、一方のキャビティを介してキュービット状態の位相シフトをインプリントし、他方のキャビティの共鳴周波数をさらにシフトする。
このようにして、トランジスタの利得は最大53.4dBとなり、消滅率は20dBよりも高い。
我々のデバイスは、光の利得という点で、光レシエーションにおける以前のデバイスよりも数桁優れており、これは、マイクロ波量子フォトニクスや量子情報処理の分野における大きな可能性を示している。
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