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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.16155v3
• Date: Fri, 03 Jan 2025 21:04:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-07 17:03:02.289330
• 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, Marko Loncar,
• Abstract要約: 低温環境で動作している超伝導マイクロ波量子ビットは、量子プロセッサノードの候補として期待されている。 超伝導量子ビットのコヒーレント光制御を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9834013025499746
• License:
• Abstract: Quantum communications technologies require a network of quantum processors connected with low loss and low noise communication channels capable of distributing entangled states. Superconducting microwave qubits operating in cryogenic environments have emerged as promising candidates for quantum processor nodes. However, scaling these systems is challenging because they require bulky microwave components with high thermal loads that can quickly overwhelm the cooling power of a dilution refrigerator. Telecommunication frequency optical signals, meanwhile, can be fabricated in significantly smaller form factors while avoiding challenges due to high signal loss, noise sensitivity, and thermal loads due to their high carrier frequency and propagation in silica optical fibers. Transduction of information via coherent links between optical and microwave frequencies is therefore critical to leverage the advantages of optics for superconducting microwave qubits, while also enabling superconducting processors to be linked with low-loss optical interconnects. 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 with low added microwave noise, and demonstrate optically-driven Rabi oscillations in a superconducting qubit.
• Abstract（参考訳）: 量子通信技術は、低損失と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を必要とし、絡み合った状態を分散することができる。 低温環境で動作している超伝導マイクロ波量子ビットは、量子プロセッサノードの候補として期待されている。 しかし、これらのシステムのスケーリングは、希釈冷凍機の冷却電力を急速に超過する、高い熱負荷のバルクマイクロ波成分を必要とするため、難しい。 一方、電気通信周波数光信号は、高い信号損失、ノイズ感度、熱負荷による困難を回避しつつ、非常に小さな形状因子で製造することができる。 したがって、光周波数とマイクロ波周波数のコヒーレントリンクによる情報の転送は、マイクロ波量子ビットを超伝導する光学の利点を活用するとともに、超伝導プロセッサを低損失光配線にリンクさせ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実証する。 マイクロ波変換効率を最大1.18%、低付加マイクロ波雑音で動作させるマイクロ波光量子トランスデューサを開発し、超伝導量子ビットにおける光駆動型Rabi発振を実証する。

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