論文の概要: Parametrically controlled chiral interface for superconducting quantum devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.15086v2
- Date: Fri, 15 Nov 2024 05:37:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-18 15:35:56.830737
- Title: Parametrically controlled chiral interface for superconducting quantum devices
- Title（参考訳）: 超伝導量子デバイスのためのパラメトリック制御キラル界面
- Authors: Xi Cao, Abdullah Irfan, Michael Mollenhauer, Kaushik Singirikonda, Wolfgang Pfaff,
- Abstract要約: 非相互マイクロ波ルーティングは、量子回路を測定する上で重要な役割を果たす。
フェライト系循環器は、過剰な損失、大きなフットプリント、固定方向性に悩まされる。
本稿では,最小限制御可能な指向性インタフェースの設計と実験的実現について報告する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Nonreciprocal microwave routing plays a crucial role for measuring quantum circuits, and allows for realizing cascaded quantum systems for generating and stabilizing entanglement between non-interacting qubits. The most commonly used tools for implementing directionality are ferrite-based circulators. These devices are versatile, but suffer from excess loss, a large footprint, and fixed directionality. For utilizing nonreciprocity in scalable quantum circuits it is desirable to develop efficient integration of low-loss and in-situ controllable directional elements. Here, we report the design and experimental realization of a minimal controllable directional interface that can be directly coupled to superconducting qubits. In the presented device, nonreciprocity is realized through a combination of interference and phase-controlled parametric pumping. We have achieved a maximum directionality of around 30\,dB, and the performance of the device is predicted quantitatively from independent calibration measurements. Using the excellent agreement of model and experiment, we predict that the circuit will be useable as a chiral qubit interface with inefficiencies at the one-percent level or below. Our work offers a promising route for realizing high-fidelity signal routing and entanglement generation in all-to-all connected microwave quantum networks, and provides a path for isolator-free qubit readout schemes.
- Abstract（参考訳）: 非相互マイクロ波ルーティングは、量子回路を測定する上で重要な役割を担い、非相互作用量子ビット間の絡み合いの生成と安定化のためのカスケード量子システムの実現を可能にする。
配向性を実装する最も一般的なツールはフェライト系循環器である。
これらのデバイスは汎用性があるが、過剰な損失、大きなフットプリント、固定方向性に悩まされている。
スケーラブルな量子回路における非相互性を利用するためには、低損失かつその場で制御可能な方向要素の効率的な統合を開発することが望ましい。
本稿では,超伝導量子ビットに直接結合可能な最小制御可能な指向性インタフェースの設計と実験的実現について報告する。
本発明では、干渉と位相制御パラメトリックポンプの組み合わせにより非相互性を実現する。
最大方向性は約30\,dBであり,独立キャリブレーション測定から装置の性能を定量的に予測した。
モデルと実験の優れた一致を用いて、回路は1パーセント以下で非効率なカイラル量子ビットインタフェースとして使用できると予測する。
我々の研究は、全に接続されたマイクロ波量子ネットワークにおいて、高忠実な信号ルーティングと絡み合い発生を実現するための有望な経路を提供し、アイソレータフリーの量子ビット読み出し方式の経路を提供する。
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