論文の概要: Fano-Qubits for Quantum Devices with Enhanced Isolation and Bandwidth

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.10269v1
• Date: Fri, 17 Mar 2023 22:43:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-21 20:22:51.962231
• Title: Fano-Qubits for Quantum Devices with Enhanced Isolation and Bandwidth
• Title（参考訳）: 孤立化と帯域幅を増強した量子デバイスのためのファノクビット
• Authors: Deepanshu Trivedi, Leonid Belostotski, Arjuna Madanayake, and Alex Krasnok
• Abstract要約: 磁気光学アイソレータやサーキュレータは、読み出し段階での反射やノイズから量子デバイスを保護するために広く用いられている。 本稿では, 量子非相互性に対する新しいアプローチを提案し, 量子ビットの固有非線形性と空間対称性の破れを利用する。 ローレンツ型量子ビットを含む回路は、非対称なスペクトル応答を持つファノ型量子ビットに変換可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6105362142646117
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Magneto-optical isolators and circulators have been widely used to safeguard quantum devices from reflections and noise in the readout stage. However, these devices have limited bandwidth, low tunability, are bulky, and suffer from high losses, making them incompatible with planar technologies such as circuit QED. To address these limitations, we propose a new approach to quantum non-reciprocity that utilizes the intrinsic nonlinearity of qubits and broken spatial symmetry. We show that a circuit containing Lorentz-type qubits can be transformed into Fano-type qubits with an asymmetric spectral response, resulting in a significant improvement in isolation (up to 40 dB) and a twofold increase in spectral bandwidth (up to 200 MHz). Our analysis is based on realistic circuit parameters, validated by existing experimental results, and supported by rigorous quantum simulations. This approach could enable the development of compact, high-performance, and planar-compatible non-reciprocal quantum devices with potential applications in quantum computing, communication, and sensing.
• Abstract（参考訳）: 磁気光学アイソレータやサーキュレータは、読み出し段階での反射やノイズから量子デバイスを保護するために広く用いられている。 しかし、これらのデバイスは帯域幅が限られており、調整性も低く、ばらばらであり、高い損失を被り、回路QEDのような平面技術と互換性がない。 これらの制限に対処するために,量子非相反性に対する新しいアプローチを提案し,量子ビットの固有非線形性と空間対称性の破れを利用した。 ローレンツ型量子ビットを含む回路は、非対称なスペクトル応答を持つファノ型量子ビットに変換できるため、分離(最大40db)と2倍のスペクトル帯域幅(最大200mhz)が向上した。 本解析は実回路パラメータに基づき, 既存の実験結果により検証され, 厳密な量子シミュレーションによって支援されている。 このアプローチは、量子コンピューティング、通信、センシングに潜在的に適用可能な、コンパクトで高性能で平面互換の非相互量子デバイスの開発を可能にする。

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