論文の概要: Quantum-enabled continuous microwave-to-optics frequency conversion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.02704v1
• Date: Tue, 4 Jun 2024 18:34:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-06 23:08:11.243182
• Title: Quantum-enabled continuous microwave-to-optics frequency conversion
• Title（参考訳）: 量子対応型連続マイクロ波-光周波数変換
• Authors: Han Zhao, William David Chen, Abhishek Kejriwal, Mohammad Mirhosseini,
• Abstract要約: マイクロ波と光子の間の量子インターフェースは、遠隔超伝導量子プロセッサの絡み合わせに不可欠である。 結晶シリコン製デバイスにおける静電気的相互作用と光学的相互作用の組み合わせを利用して,これらの基準を満たすプラットフォームを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.646547697436899
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A quantum interface between microwave and optical photons is essential for entangling remote superconducting quantum processors. To preserve fragile quantum states, a transducer must operate efficiently while generating less than one photon of noise referred to its input. Here, we present a platform that meets these criteria, utilizing a combination of electrostatic and optomechanical interactions in devices made entirely from crystalline silicon. This platform's small mechanical dissipation and low optical absorption enable ground-state radiative cooling, resulting in quantum-enabled operation with a continuous laser drive. Under the optimal settings for high efficiency (low noise), we measure an external efficiency of $2.2\%$ ($0.47\%$) and an input-referred added noise of $0.94$ ($0.58$) in microwave-to-optics conversion. We quantify the transducer throughput using the efficiency-bandwidth product, finding it exceeds previous demonstrations with similar noise performance by approximately two orders of magnitude, thereby paving a practical path to interconnecting remote superconducting qubits.
• Abstract（参考訳）: マイクロ波と光子の間の量子インターフェースは、遠隔超伝導量子プロセッサの絡み合わせに不可欠である。 脆弱な量子状態を維持するためには、トランスデューサはその入力に言及されるノイズの1つ未満を発生させながら効率的に動作する必要がある。 ここでは、結晶シリコンを原料とするデバイスにおける静電気的相互作用と光学的相互作用の組み合わせを利用して、これらの基準を満たすプラットフォームを提案する。 このプラットフォームの小さな機械的散逸と低光吸収により、基底状態の放射冷却が可能となり、連続したレーザードライブで量子可能な動作が可能となった。 高効率(低雑音)の最適設定の下では、マイクロ波-光変換において、外部効率が2.2\%$(0.47\%$)、入力参照付加ノイズが0.94$(0.58$)である。 我々は効率帯域幅の積を用いてトランスデューサのスループットを定量化し、これと似たノイズ性能を持つ以前のデモを約2桁の精度で上回り、遠隔超伝導量子ビットを相互接続する実用的な経路を築き上げた。

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