論文の概要: Deterministic quantum teleportation between distant superconducting
chips
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.08756v1
- Date: Fri, 17 Feb 2023 08:41:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-20 15:32:06.147217
- Title: Deterministic quantum teleportation between distant superconducting
chips
- Title（参考訳）: 遠方超伝導チップ間の決定論的量子テレポーテーション
- Authors: Jiawei Qiu, Yang Liu, Jingjing Niu, Ling Hu, Yukai Wu, Libo Zhang,
Wenhui Huang, Yuanzhen Chen, Jian Li, Song Liu, Youpeng Zhong, Luming Duan,
Dapeng Yu
- Abstract要約: 我々は64mのケーブルバスで接続された遠隔超伝導チップ間の量子状態とエンタングルゲートの決定論的テレポーテーションを示す。
高忠実度リモート絡み合いは、時間反転対称性を利用した飛行マイクロ波光子によって生成される。
本研究は,分散計算ネットワークによる大規模超伝導量子計算の実現の基礎となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.66155277002441
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum teleportation~\cite{Bennett1993} is of both fundamental interest and
great practical importance in quantum information science. To date, quantum
teleportation has been implemented in various physical
systems~\cite{Pirandola2015}, among which superconducting qubits are of
particular practical significance as they emerge as a leading system to realize
large-scale quantum computation~\cite{Arute2019,Wu2021}. Nevertheless, the
number of superconducting qubits on the same chip is severely limited by the
available chip size, the cooling power, and the wiring complexity. Realization
of quantum teleportation and remote computation over qubits on distant
superconducting chips is a key quantum communication technology to scaling up
the system through a distributed quantum computational
network~\cite{Gottesman1999,Eisert2000,Jiang2007,Kimble2008,Monroe2014}.
However, this goal has not been realized yet in experiments due to the
technical challenge of making a quantum interconnect between distant
superconducting chips and the inefficient transfer of flying microwave photons
over the lossy
interconnects~\cite{Kurpiers2018,Axline2018,Campagne2018,Magnard2020}. Here we
demonstrate deterministic teleportation of quantum states and entangling gates
between distant superconducting chips connected by a 64-meter-long cable bus
featuring an ultralow loss of 0.32~dB/km at cryogenic temperatures, where high
fidelity remote entanglement is generated via flying microwave photons
utilizing time-reversal-symmetry~\cite{Cirac1997,Korotkov2011}. Apart from the
fundamental interest of teleporting macroscopic superconducting qubits over a
long distance, our work lays a foundation to realization of large-scale
superconducting quantum computation through a distributed computational
network~\cite{Gottesman1999,Eisert2000,Jiang2007,Kimble2008,Monroe2014}.
- Abstract（参考訳）: 量子テレポーテーション -\cite{bennett1993} は量子情報科学における基礎的関心と実践的重要性の両方を持つ。
これまで、量子テレポーテーションは様々な物理系で実装されており、超伝導量子ビットは大規模量子計算を実現するための主要なシステムとして出現するので、特に実用的な意味を持つ。
それでも、同じチップ上の超伝導量子ビットの数は、利用可能なチップサイズ、冷却電力、配線の複雑さによって著しく制限されている。
遠隔超伝導チップ上での量子テレポーテーションと遠隔計算の実現は、分散量子計算ネットワーク~\cite{Gottesman 1999,Eisert2000,Jiang2007,Kimble2008,Monroe2014} を通じてシステムをスケールアップするための重要な量子通信技術である。
しかし、この目標は、遠隔超伝導チップ間の量子相互接続と、損失の大きい相互接続〜\cite{Kurpiers2018,Axline2018,Campagne2018,Magnard2020}上の空飛ぶマイクロ波光子の非効率転送という技術的課題のためにまだ実現されていない。
ここでは,超低温で0.02～db/kmの超低損失を特徴とする64メートルのケーブルバスで接続された遠方超伝導チップ間の量子状態とゲートの密接性に関する決定論的テレポーテーションを実証する。
大規模超伝導量子ビットを長距離にテレポーティングすることの基本的な関心とは別に,分散計算ネットワークによる大規模超伝導量子計算の実現に向けた基礎研究を行っている。
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