論文の概要: High-rate Generation and State Tomography of Non-Gaussian Quantum States
for Ultra-fast Clock Frequency Quantum Processors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.17408v1
- Date: Tue, 27 Feb 2024 10:57:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-28 16:46:10.869391
- Title: High-rate Generation and State Tomography of Non-Gaussian Quantum States
for Ultra-fast Clock Frequency Quantum Processors
- Title（参考訳）: 超高速クロック周波数量子プロセッサのための非ガウス量子状態の高速生成と状態トモグラフィー
- Authors: Akito Kawasaki, Ryuhoh Ide, Hector Brunel, Takumi Suzuki, Rajveer
Nehra, Katsuki Nakashima, Takahiro Kashiwazaki, Asuka Inoue, Takeshi Umeki,
Fumihiro China, Masahiro Yabuno, Shigehito Miki, Hirotaka Terai, Taichi
Yamashima, Atsushi Sakaguchi, Kan Takase, Mamoru Endo, Warit Asavanant, Akira
Furusawa
- Abstract要約: ブロードバンド非ガウス状態の高速生成とその量子トモグラフィーについて述べる。
我々は非ガウス状態生成を0.9MHzで実証した。
超伝導検出器のタイミングジッタの制限を克服できれば、光量子プロセッサに対する非ガウス状態の生成と検出は、OPAで可能かもしれない。
- 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: Quantum information processors greatly benefit from high clock frequency to
fully harnessing the quantum advantages before they get washed out by the
decoherence. In this pursuit, all-optical systems offer unique advantages due
to their inherent 100 THz carrier frequency, permitting one to develop THz
clock frequency processors. In practice, the bandwidth of the quantum light
sources and the measurement devices has been limited to the MHz range and the
generation rate of nonclassical states to kHz order -- a tiny fraction of what
can be achieved. In this work, we go beyond this limitation by utilizing
optical parametric amplifier (OPA) as a squeezed-light source and optical
phase-sensitive amplifiers (PSA) to realize high-rate generation of broadband
non-Gaussian states and their quantum tomography. Our state generation and
measurement system consists of a 6-THz squeezed-light source, a 6-THz PSA, and
a 66-GHz homodyne detector. With this system, we have successfully demonstrated
non-Gaussian state generation at a 0.9 MHz rate -- almost three orders of
magnitude higher than the current state-of-the-art experiments -- with a
sub-nanosecond wave packet using continuous-wave laser. The performance is
constrained only by the superconducting detector's jitter which currently
limits the usable bandwidth of the squeezed light to 1 GHz, rather than the
optical and electronic systems. Therefore, if we can overcome the limitation of
the timing jitter of superconducting detector, non-Gaussian state generation
and detection at GHz rate, or even THz rate, for optical quantum processors
might be possible with OPAs.
- Abstract（参考訳）: 量子情報プロセッサは、デコヒーレンスによって洗い流される前に量子の利点を十分に活用するため、高クロック周波数の恩恵を受ける。
この追従において、全光学系は、固有の100 THzキャリア周波数の利点があり、THzクロック周波数プロセッサを開発することができる。
実際には、量子光源と測定装置の帯域幅はMHz範囲に制限されており、非古典状態の生成速度はkHzオーダーに制限されている。
本研究では,光パラメトリック増幅器(OPA)を圧縮光源とし,光位相感度増幅器(PSA)を応用して,ガウス非ガウス状態の高速発生とその量子トモグラフィーを実現する。
我々は,6thz光源,6thz psa,66ghzホモダイン検出器からなる状態生成・測定システムを開発した。
このシステムでは、非ガウス状態発生を0.9MHz(現在の最先端実験より約3桁高い)で連続波レーザーを用いたサブナノ秒波パケットで実証することに成功した。
性能は超伝導検出器のジッタのみに制限されており、現在は光学系や電子系ではなく、圧縮光帯域幅を1ghzに制限している。
したがって、超伝導検出器のタイミングジッタの制限を克服できれば、光量子プロセッサにおける非ガウス状態の生成と検出は、OPAで可能かもしれない。
関連論文リスト
- Experimental demonstration of a versatile and scalable scheme for iterative generation of non-Gaussian states of light [0.0]
光の非ガウス状態は、光連続変数量子コンピューティングにとって必須の資源である。
本文は,育種プロトコルの確率的性質を克服するために,量子メモリキャビティを用いた多用途手法を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-12T18:11:12Z) - Generation of multi-photon Fock states at telecommunication wavelength using picosecond pulsed light [0.0]
本稿では、ウィグナー負性Cバンドにおけるピコ秒パルス多重光子フォック状態(単光子状態と2光子状態)の第1世代について報告する。
我々の装置は、通信波長の超高速量子情報処理のための高速光量子状態発生器のプロトタイプとして機能することが期待されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-10T16:12:00Z) - Real-time observation of picosecond-timescale optical quantum
entanglement toward ultrafast quantum information processing [0.0]
絡み合いは様々な光量子情報処理(QIP)アプリケーションの基本資源である。
連続波(CW)系におけるピコ秒時間スケールにおける超高速光アインシュタイン-ポドルスキー-ローゼン相関のリアルタイム観測を報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-12T06:32:20Z) - Non-Gaussian quantum state generation by multi-photon subtraction at the
telecommunication wavelength [0.8013991054257982]
1545.32nm帯の光子サブトラクションを最大3光子に用いた短波長8-psの波状パケット上での非ガウス状態の生成について述べる。
結果はより複雑な非ガウス状態の生成にまで拡張することができ、高速光量子計算の追求において重要な技術である。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-24T09:13:36Z) - Integrated Quantum Optical Phase Sensor [48.7576911714538]
ニオブ酸リチウム薄膜で作製したフォトニック集積回路について述べる。
我々は2階非線形性を用いてポンプ光と同じ周波数で圧縮状態を生成し、回路制御と電気光学によるセンシングを実現する。
このようなチップ上のフォトニクスシステムは、低消費電力で動作し、必要なすべての機能を1つのダイに統合することで、量子光学センサーの新たな機会が開けることを期待している。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-19T18:46:33Z) - 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) - 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) - Slowing down light in a qubit metamaterial [98.00295925462214]
マイクロ波領域の超伝導回路は 未だにそのような装置を欠いている
共振導波路に結合した8量子ビットからなる超伝導メタマテリアルにおいて、電磁波の減速を実証した。
本研究は, 超伝導回路の高柔軟性を実証し, カスタムバンド構造を実現することを目的とした。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-14T20:55:10Z) - Towards fully-fledged quantum and classical communication over deployed
fiber with up-conversion module [47.187609203210705]
本稿では,古典光とQKD信号の共伝搬のためのアップコンバージョン支援受信機に基づく新しい手法を提案し,実証する。
提案手法は,従来の受信機に比べて高い耐雑音性を示し,従来の4dB高電力条件下での秘密鍵の分配を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-09T13:52:27Z) - A Frequency-Multiplexed Coherent Electro-Optic Memory in Rare Earth
Doped Nanoparticles [94.37521840642141]
光の量子記憶は、長距離量子通信や分散量子コンピューティングのような量子技術において必須の要素である。
近年の研究では、希土類ドープナノ粒子では長い光学的およびスピンコヒーレンス寿命が観察可能であることが示されている。
我々は,Eu$3+$:Y$O$_3$ナノ粒子におけるコヒーレント光ストレージについて,SEMM(Stark Echo Modulation Memory)量子プロトコルを用いて報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-17T13:25:54Z) - GHz-clocked teleportation of time-bin qubits with a telecom C-band
quantum dot [0.0]
InAs/InP液滴エピタキシー量子ドットの1550nm付近でのサブポアソン放出は、この技術の実現に最適であることを示す。
所要のオンデマンド光子放射を GHz クロックレートで生成し, 高速駆動条件が低光子放出率と互換性があることを実証する。
マッハ・ツェンダー干渉計と光子源を用いて、ついに時間ビン量子リレーを構築した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-20T11:55:02Z)
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。