論文の概要: Optical readout of a superconducting qubit using a scalable piezo-optomechanical transducer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.06026v3
• Date: Thu, 8 Aug 2024 20:21:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-12 20:51:27.950856
• Title: Optical readout of a superconducting qubit using a scalable piezo-optomechanical transducer
• Title（参考訳）: スケーラブル圧電オプトメカニカルトランスデューサを用いた超伝導量子ビットの光学的読み出し
• Authors: T. C. van Thiel, M. J. Weaver, F. Berto, P. Duivestein, M. Lemang, K. L. Schuurman, M. Žemlička, F. Hijazi, A. C. Bernasconi, C. Ferrer, E. Lachman, M. Field, Y. Mohan, F. K. de Vries, C. C. Bultink, J. van Oven, J. Y. Mutus, R. Stockill, S. Gröblacher,
• Abstract要約: 超伝導量子プロセッサは、サイズと計算能力に大きな進歩をもたらした。 多数の超伝導量子ビットを動作させることによる実用的極低温限界は、さらなるスケーリングのボトルネックとなっている。 ここでは、同軸ケーブルを介して接続された超伝導トランスモンキュービットの光ファイバーを介して、完全に統合された圧電-オプトメカニカルトランスデューサへの光読み出しを実演する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Superconducting quantum processors have made significant progress in size and computing potential. As a result, the practical cryogenic limitations of operating large numbers of superconducting qubits are becoming a bottleneck for further scaling. Due to the low thermal conductivity and the dense optical multiplexing capacity of telecommunications fiber, converting qubit signal processing to the optical domain using microwave-to-optics transduction would significantly relax the strain on cryogenic space and thermal budgets. Here, we demonstrate optical readout through an optical fiber of a superconducting transmon qubit connected via a coaxial cable to a fully integrated piezo-optomechanical transducer. Using a demolition readout technique, we achieve a single shot readout fidelity of 81%. Due to the small footprint (<0.15mm$^2$) and the modular fiber-based architecture, this device platform has the potential to scale towards use with thousands of qubits. Our results illustrate the potential of piezo-optomechanical transduction for low-dissipation operation of large quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子プロセッサは、サイズと計算能力に大きな進歩をもたらした。 その結果、多数の超伝導量子ビットを動作させることによる実用的極低温限界は、さらなるスケーリングのボトルネックとなっている。 電気通信繊維の低熱伝導率と高密度光多重化能力のため、マイクロ波から光への変換による量子ビット信号処理は、低温空間と熱予算のひずみを著しく緩和する。 ここでは、同軸ケーブルを介して接続された超伝導トランスモンキュービットの光ファイバーを介して、完全に統合された圧電-オプトメカニカルトランスデューサへの光読み出しを実演する。 復調読み出し手法を用いて, 単発読み出し精度81%を達成する。 小さいフットプリント (0.15mm$^2$) とモジュラーファイバーベースのアーキテクチャのため、このデバイスプラットフォームは数千のキュービットで使用するためにスケールする可能性がある。 この結果から,大容量量子プロセッサの低散逸動作に対する圧電オプトメカニカルトランスダクションの可能性が示唆された。

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