論文の概要: Frequency-tunable microwave quantum light source based on superconducting quantum circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.05847v1
• Date: Wed, 12 Apr 2023 13:21:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-13 14:51:14.423663
• Title: Frequency-tunable microwave quantum light source based on superconducting quantum circuits
• Title（参考訳）: 超伝導量子回路に基づく周波数可変マイクロ波量子光源
• Authors: Yan Li, Zhiling Wang, Zenghui Bao, Yukai Wu, Jiahui Wang, Jize Yang, Haonan Xiong, Yipu Song, Hongyi Zhang, Luming Duan
• Abstract要約: 古典的でない光源は、幅広い量子情報処理プロトコルを実装するために不可欠である。 マイクロ波状態において、光量子ビットの伝播は大規模量子コンピュータの構成要素として機能する。 ここでは、超伝導量子回路に基づくマイクロ波量子光源を実証し、伝播する単一光子を生成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.7579902550023245
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A nonclassical light source is essential for implementing a wide range of quantum information processing protocols, including quantum computing, networking, communication, and metrology. In the microwave regime, propagating photonic qubits that transfer quantum information between multiple superconducting quantum chips serve as building blocks of large-scale quantum computers. In this context, spectral control of propagating single photons is crucial for interfacing different quantum nodes with varied frequencies and bandwidth. Here we demonstrate a microwave quantum light source based on superconducting quantum circuits that can generate propagating single photons, time-bin encoded photonic qubits and qudits. In particular, the frequency of the emitted photons can be tuned in situ as large as 200 MHz. Even though the internal quantum efficiency of the light source is sensitive to the working frequency, we show that the fidelity of the propagating photonic qubit can be well preserved with the time-bin encoding scheme. Our work thus demonstrates a versatile approach to realizing a practical quantum light source for future distributed quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 非古典的な光源は、量子コンピューティング、ネットワーク、通信、メトロロジーを含む幅広い量子情報処理プロトコルを実装するのに不可欠である。 マイクロ波領域では、複数の超伝導量子チップ間で量子情報を転送するフォトニック量子ビットが大規模量子コンピュータの構成要素として機能する。 この文脈では、単一光子を伝播するスペクトル制御は、周波数と帯域幅の異なる異なる異なる量子ノードと対向する上で重要である。 ここでは、単一光子、タイムビンエンコードされたフォトニック量子ビット、quditを生成する超伝導量子回路に基づくマイクロ波量子光源を実証する。 特に、放出された光子の周波数は200mhzまでその場で調整できる。 光源の内部量子効率は動作周波数に敏感であるにもかかわらず、伝播するフォトニック量子ビットの忠実度はタイムビン符号化方式で十分に保存可能であることを示す。 そこで本研究では,将来の分散量子コンピューティングのための実用的な量子光源を実現するための汎用的手法を示す。

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