論文の概要: Nanoelectromechanical control of spin-photon interfaces in a hybrid
quantum system on chip
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.07161v1
- Date: Mon, 14 Aug 2023 14:17:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-15 12:56:14.247967
- Title: Nanoelectromechanical control of spin-photon interfaces in a hybrid
quantum system on chip
- Title（参考訳）: チップ上のハイブリッド量子系におけるスピン光子界面のナノエレクトロメカニクス制御
- Authors: Genevieve Clark, Hamza Raniwala, Matthew Koppa, Kevin Chen, Andrew
Leenheer, Matthew Zimmermann, Mark Dong, Linsen Li, Y. Henry Wen, Daniel
Dominguez, Matthew Trusheim, Gerald Gilbert, Matt Eichenfield, Dirk Englund
- Abstract要約: 同時にC1-C6を実現するハイブリッド量子システム・オン・チップアーキテクチャを提案する。
この進歩の鍵は、ダイヤモンド導波管結合スズ空孔中心の圧電ひずみ制御の実現である。
このプラットフォームは、光学的に介在するエンタングゲートによるスケーラブルなシングルキュービット制御への道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4241168010250449
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Atom-like defects or color centers (CC's) in nanostructured diamond are a
leading platform for optically linked quantum technologies, with recent
advances including memory-enhanced quantum communication, multi-node quantum
networks, and spin-mediated generation of photonic cluster states. Scaling to
practically useful applications motivates architectures meeting the following
criteria: C1 individual optical addressing of spin qubits; C2 frequency tuning
of CC spin-dependent optical transitions; C3 coherent spin control in CC ground
states; C4 active photon routing; C5 scalable manufacturability; and C6 low
on-chip power dissipation for cryogenic operations. However, no architecture
meeting C1-C6 has thus far been demonstrated. Here, we introduce a hybrid
quantum system-on-chip (HQ-SoC) architecture that simultaneously achieves
C1-C6. Key to this advance is the realization of piezoelectric strain control
of diamond waveguide-coupled tin vacancy centers to meet C2 and C3, with
ultra-low power dissipation necessary for C6. The DC response of our device
allows emitter transition tuning by over 20 GHz, while the large frequency
range (exceeding 2 GHz) enables low-power AC control. We show acoustic
manipulation of integrated tin vacancy spins and estimate single-phonon
coupling rates over 1 kHz in the resolved sideband regime. Combined with
high-speed optical routing with negligible static hold power, this HQ-SoC
platform opens the path to scalable single-qubit control with optically
mediated entangling gates.
- Abstract（参考訳）: ナノ構造ダイヤモンドにおける原子様欠陥やカラーセンター(cc)は、メモリエンハンス量子通信、マルチノード量子ネットワーク、スピン媒介によるフォトニッククラスター状態の生成など、光学結合量子技術の主要なプラットフォームである。
C1 スピン量子ビットの個別の光アドレス化、CCスピン依存光遷移のC2周波数チューニング、CC基底状態のC3コヒーレントスピン制御、C4 アクティブ光子ルーティング、C5 スケーラブルな製造性、低温操作のためのC6 オンチップ電力分散。
しかし、今のところC1-C6のアーキテクチャは示されていない。
本稿では,C1-C6を同時に実現するハイブリッド量子システム(HQ-SoC)アーキテクチャを提案する。
この進歩の鍵となるのは、ダイヤモンド導波管結合型スズ空孔中心の圧電ひずみ制御の実現であり、C2とC3に匹敵する。
本装置の直流応答はエミッタ遷移チューニングを20GHz以上可能とし,大周波数域(2GHz以上)は低消費電力交流制御を実現する。
本研究では, 結合したスズ空隙スピンの音響操作と, 1kHz以上の単フォノン結合速度を推定する。
このHQ-SoCプラットフォームは、高速な光ルーティングと無視可能な静的ホールドパワーを組み合わせることで、光を介するエンタングゲートによるスケーラブルな単一ビット制御への道を開く。
関連論文リスト
- Scalable Feedback Stabilization of Quantum Light Sources on a CMOS Chip [2.091163184377087]
シリコンフォトニクスは、有用な量子情報処理に必要な大量の物理量子ビットを実現するための主要なプラットフォームである。
シリコン量子フォトニック集積回路の実用化とスケールアップへの挑戦は、プロセスや温度変化に対する極度な感度を制御する必要があることである。
ここでは、オンチップフィードバック制御回路を介して安定化された量子相関光子ペア源からなる最初の電子フォトニック量子システムオンチップ(EPQSoC)を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-08T19:10:12Z) - Dual epitaxial telecom spin-photon interfaces with correlated long-lived
coherence [0.0]
3価のエルビウムドーパントは、テレコムCバンドの放出によって魅力的な候補となり、4fの殻内スピン光学遷移を遮蔽した。
我々は、ウェハスケールボトムアップ合成により、エピタキシャル薄膜プラットフォームにおける双対エルビウム・テレコムスピン光子界面を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-11T01:40:04Z) - Heterogeneous integration of spin-photon interfaces with a scalable CMOS
platform [1.2253948665073315]
局所的な量子通信ネットワークを用いた汎用量子コンピューティングは、何千もの論理量子ビットを符号化するために何百万もの物理量子ビットを必要とする。
スケーラブルなハードウェアモジュールアーキテクチャであるQuantum System-on-Chip(QSoC)を紹介する。
QSoCは、低温アプリケーション専用集積回路(ASIC)に統合されたスズ空き(SnV-)スピン量子ビットを含むコンパクトな2次元アレイ「量子マイクロチップレット」(QMC)を備えている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-28T04:06:11Z) - An integrated microwave-to-optics interface for scalable quantum
computing [47.187609203210705]
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。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-27T18:05:01Z) - Scalable photonic integrated circuits for programmable control of atomic
systems [3.351065404098278]
我々は、VIS-IRフォトニック集積回路(PIC)技術に基づく原子制御アーキテクチャを導入する。
概念実証として,ns応答時間と-30dB絶滅率を有する16チャネル窒化ケイ素系APICを実証した。
この研究は、量子制御のためのPIC技術の適合性を実証し、スケーラブルな量子情報処理への道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-06T17:52:02Z) - Enhancing the Coherence of Superconducting Quantum Bits with Electric
Fields [62.997667081978825]
印加された直流電界を用いて、クォービット共鳴から外れた欠陥を調整することにより、クビットコヒーレンスを向上させることができることを示す。
また、超伝導量子プロセッサにおいて局所ゲート電極をどのように実装し、個々の量子ビットの同時コヒーレンス最適化を実現するかについても論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-02T16:18:30Z) - High-efficiency microwave-optical quantum transduction based on a cavity
electro-optic superconducting system with long coherence time [52.77024349608834]
マイクロ波と光子の間の周波数変換は、超伝導量子プロセッサ間のリンクを作るための鍵となる技術である。
本稿では, 長コヒーレンス時間超伝導電波周波数(SRF)キャビティに基づくマイクロ波光プラットフォームを提案する。
2つのリモート量子システム間の密接な絡み合い発生の忠実さは、低マイクロ波損失により向上することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-30T17:57:37Z) - Inverted fine structure of a 6H-SiC qubit enabling robust spin-photon
interface [0.0]
6H-SiCのシリコン空孔量子ビットは、異常な反転微細構造を有する。
この結果、六角形の結晶軸に沿った光の指向性放出が起こり、光子抽出をより効率的にする。
我々の実験的および理論的アプローチは、SiCにおける原子スケール量子ビットの光学的およびスピン的性質について深い洞察を与える。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-14T20:58:22Z) - Multidimensional cluster states using a single spin-photon interface
coupled strongly to an intrinsic nuclear register [48.7576911714538]
フォトニッククラスター状態は、測定ベースの量子コンピューティングと損失耐性量子通信のための強力なリソースである。
核レジスタに強く結合した1つの効率的なスピン光子インタフェースを用いた多次元格子クラスター状態の生成を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-26T14:41:01Z) - Open-cavity in closed-cycle cryostat as a quantum optics platform [47.50219326456544]
超高機械的安定性を示すクローズドサイクルクライオスタット内に繊維ベースのオープンファブリ・ペロトキャビティを示す。
この一連の結果は,低温空洞QED実験のための汎用的で強力なプラットフォームとして,クローズドサイクルクライオスタットのオープンキャビティを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-09T18:41:48Z) - Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one
hole of a photonic crystal cavity [47.187609203210705]
一次元で自由なSi$_3$N$_4$ベースのフォトニック結晶キャビティ内にSiV$-$含ナノダイアモンドを含むハイブリッド量子フォトニクスを示す。
結果として生じる光子フラックスは、自由空間に比べて14倍以上増加する。
結果は、ナノダイアモンドのSiV$-$-中心を持つハイブリッド量子フォトニクスに基づいて量子ネットワークノードを実現するための重要なステップである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-21T17:22:25Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。