論文の概要: Coherent control of a superconducting qubit using light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.16155v2
• Date: Mon, 30 Oct 2023 13:45:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-01 21:59:39.873553
• Title: Coherent control of a superconducting qubit using light
• Title（参考訳）: 光による超伝導量子ビットのコヒーレント制御
• Authors: Hana K. Warner, Jeffrey Holzgrafe, Beatriz Yankelevich, David Barton, Stefano Poletto, C. J. Xin, Neil Sinclair, Di Zhu, Eyob Sete, Brandon Langley, Emma Batson, Marco Colangelo, Amirhassan Shams-Ansari, Graham Joe, Karl K. Berggren, Liang Jiang, Matthew Reagor, and Marko Loncar
• Abstract要約: 我々は、最大1.18%の変換効率で動作するマイクロ波光量子トランスデューサを開発した。 超伝導量子ビットにおける光駆動型Rabi振動は、量子ビットコヒーレンス時間に影響を与えない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9834013025499746
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum science and technology promise the realization of a powerful computational resource that relies on a network of quantum processors connected with low loss and low noise communication channels capable of distributing entangled states [1,2]. While superconducting microwave qubits (3-8 GHz) operating in cryogenic environments have emerged as promising candidates for quantum processor nodes due to their strong Josephson nonlinearity and low loss [3], the information between spatially separated processor nodes will likely be carried at room temperature via telecommunication photons (200 THz) propagating in low loss optical fibers. Transduction of quantum information [4-10] between these disparate frequencies is therefore critical to leverage the advantages of each platform by interfacing quantum resources. Here, we demonstrate coherent optical control of a superconducting qubit. We achieve this by developing a microwave-optical quantum transducer that operates with up to 1.18% conversion efficiency (1.16% cooperativity) and demonstrate optically-driven Rabi oscillations (2.27 MHz) in a superconducting qubit without impacting qubit coherence times (800 ns). Finally, we discuss outlooks towards using the transducer to network quantum processor nodes.
• Abstract（参考訳）: 量子科学と技術は、低損失および低ノイズ通信チャネルに接続された量子プロセッサのネットワークに依存する強力な計算資源の実現を約束している [1,2]。 極低温環境で動作する超伝導マイクロ波量子ビット (3-8ghz) は、その強いジョセフソン非線形性と低損失 [3] のために量子プロセッサノードの有望な候補として現れているが、空間的に分離されたプロセッサノード間の情報は、低損失光ファイバを伝搬する通信光子 (200 thz) を介して室温で伝達される可能性が高い。 したがって、これらの異なる周波数間の量子情報の変換 [4-10] は、各プラットフォームの利点を量子資源と対向させることで活用することが重要である。 ここでは超伝導量子ビットのコヒーレント光制御を示す。 我々は、最大1.18%の変換効率(1.16%の協調性)で動作し、量子コヒーレンス時間 (800 ns) に影響を与えずに超伝導量子ビット内のラビ振動 (2.27 mhz) を示すマイクロ波光量子トランスデューサを開発した。 最後に,ネットワーク量子プロセッサノードへのトランスデューサの利用に関する展望について述べる。

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