論文の概要: A manufacturable platform for photonic quantum computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.17570v1
- Date: Fri, 26 Apr 2024 17:54:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-29 12:25:41.782923
- Title: A manufacturable platform for photonic quantum computing
- Title（参考訳）: 光量子コンピューティングのための製造可能なプラットフォーム
- Authors: Koen Alexander, Andrea Bahgat, Avishai Benyamini, Dylan Black, Damien Bonneau, Stanley Burgos, Ben Burridge, Geoff Campbell, Gabriel Catalano, Alex Ceballos, Chia-Ming Chang, CJ Chung, Fariba Danesh, Tom Dauer, Michael Davis, Eric Dudley, Ping Er-Xuan, Josep Fargas, Alessandro Farsi, Colleen Fenrich, Jonathan Frazer, Masaya Fukami, Yogeeswaran Ganesan, Gary Gibson, Mercedes Gimeno-Segovia, Sebastian Goeldi, Patrick Goley, Ryan Haislmaier, Sami Halimi, Paul Hansen, Sam Hardy, Jason Horng, Matthew House, Hong Hu, Mehdi Jadidi, Henrik Johansson, Thomas Jones, Vimal Kamineni, Nicholas Kelez, Ravi Koustuban, George Kovall, Peter Krogen, Nikhil Kumar, Yong Liang, Nicholas LiCausi, Dan Llewellyn, Kimberly Lokovic, Michael Lovelady, Vitor Manfrinato, Ann Melnichuk, Mario Souza, Gabriel Mendoza, Brad Moores, Shaunak Mukherjee, Joseph Munns, Francois-Xavier Musalem, Faraz Najafi, Jeremy L. O'Brien, J. Elliott Ortmann, Sunil Pai, Bryan Park, Hsuan-Tung Peng, Nicholas Penthorn, Brennan Peterson, Matt Poush, Geoff J. Pryde, Tarun Ramprasad, Gareth Ray, Angelita Rodriguez, Brian Roxworthy, Terry Rudolph, Dylan J. Saunders, Pete Shadbolt, Deesha Shah, Hyungki Shin, Jake Smith, Ben Sohn, Young-Ik Sohn, Gyeongho Son, Chris Sparrow, Matteo Staffaroni, Camille Stavrakas, Vijay Sukumaran, Davide Tamborini, Mark G. Thompson, Khanh Tran, Mark Triplet, Maryann Tung, Alexey Vert, Mihai D. Vidrighin, Ilya Vorobeichik, Peter Weigel, Mathhew Wingert, Jamie Wooding, Xinran Zhou,
- Abstract要約: 本稿では,光子を用いた量子コンピューティングのための製造可能なプラットフォームを提案する。
我々は、モノリシックに集積されたシリコンフォトニクスベースのモジュールをベンチマークし、フォトニック量子ビットの生成、操作、ネットワーク化、検出を行う。
低損失窒化ケイ素導波路および成分を実証し、次世代技術の選定をプレビューする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.878329581932796
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Whilst holding great promise for low noise, ease of operation and networking, useful photonic quantum computing has been precluded by the need for beyond-state-of-the-art components, manufactured by the millions. Here we introduce a manufacturable platform for quantum computing with photons. We benchmark a set of monolithically-integrated silicon photonics-based modules to generate, manipulate, network, and detect photonic qubits, demonstrating dual-rail photonic qubits with $99.98\% \pm 0.01\%$ state preparation and measurement fidelity, Hong-Ou-Mandel quantum interference between independent photon sources with $99.50\%\pm0.25\%$ visibility, two-qubit fusion with $99.22\%\pm0.12\%$ fidelity, and a chip-to-chip qubit interconnect with $99.72\%\pm0.04\%$ fidelity, not accounting for loss. In addition, we preview a selection of next generation technologies, demonstrating low-loss silicon nitride waveguides and components, fabrication-tolerant photon sources, high-efficiency photon-number-resolving detectors, low-loss chip-to-fiber coupling, and barium titanate electro-optic phase shifters.
- Abstract（参考訳）: 低いノイズ、操作の容易さ、ネットワークに対する大きな期待にもかかわらず、数百万人が製造する最先端のコンポーネントの必要性により、有用なフォトニック量子コンピューティングは妨げられている。
ここでは、光子を用いた量子コンピューティングのための製造可能なプラットフォームを紹介する。
我々は、モノリシックに集積されたシリコンフォトニクスベースのモジュールのセットをベンチマークし、フォトニック量子ビットの生成、操作、検出、デュアルレールフォトニック量子ビットの99.98\% \pm 0.01\%$状態準備と測定フィリティ、香港・マンデル量子干渉の99.50\%\pm0.25\%$可視性、99.22\%\pm0.12\%$フィリティの2量子ビット融合、チップとチップの量子ビットの99.72\%\pm0.04\%$フィディティの相互接続を検証した。
さらに, 次世代技術として, 低損失窒化ケイ素導波路および成分, 耐光性光子源, 高効率光子数分解検出器, 低損失チップ-ファイバーカップリング, チタン酸バリウム相変圧器を試作した。
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