論文の概要: A mechanical qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.07360v1
• Date: Tue, 11 Jun 2024 15:27:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-12 15:24:54.374370
• Title: A mechanical qubit
• Title（参考訳）: メカニカルキュービット
• Authors: Yu Yang, Igor Kladaric, Maxwell Drimmer, Uwe von Luepke, Daan Lenterman, Joost Bus, Stefano Marti, Matteo Fadel, Yiwen Chu,
• Abstract要約: システム内のシングルフォノンのアンハーモニック性はデコヒーレンス率を6.8倍に超える。 私たちの研究は、量子シミュレーション、センシング、情報処理のための強力な量子音響プラットフォームに、もうひとつのユニークな機能を加えています。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.123237925838863
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Strong nonlinear interactions between quantized excitations are an important resource for quantum technologies based on bosonic oscillator modes. However, most electromagnetic and mechanical nonlinearities arising from intrinsic material properties are far too weak compared to dissipation in the system to allow for nonlinear effects to be observed on the single-quantum level. To overcome this limitation, electromagnetic resonators in both the optical and microwave frequency regimes have been coupled to other strongly nonlinear quantum systems such as atoms and superconducting qubits, allowing for the demonstration of effects such as photon blockade and coherent quantum protocols using the Kerr effect. Here, we demonstrate the realization of the single-phonon nonlinear regime in a solid-state mechanical system. The single-phonon anharmonicity in our system exceeds the decoherence rate by a factor of 6.8, allowing us to use the lowest two energy levels of the resonator as a mechanical qubit, for which we show initialization, readout, and a complete set of direct single qubit gates. Our work adds another unique capability to a powerful quantum acoustics platform for quantum simulations, sensing, and information processing.
• Abstract（参考訳）: 量子化された励起間の強い非線形相互作用は、ボゾン振動子モードに基づく量子技術にとって重要な資源である。 しかし, 内在材料特性から生じるほとんどの電磁・機械的非線形性は, 単一量子レベルでの非線形効果を観測するために, 系の散逸に比べて非常に弱い。 この制限を克服するために、光周波数系とマイクロ波周波数系の両方の電磁共振器は、原子や超伝導量子ビットのような他の強い非線形量子系と結合し、ケーラー効果を用いた光子遮断やコヒーレント量子プロトコルなどの効果の実証を可能にした。 ここでは,固体機械系における単一フォノン非線形状態の実現を実証する。 システム内の単一フォノンアンハーモニック性はデコヒーレンス率6.8を超えるため、共振器の最低2つのエネルギーレベルを機械的量子ビットとして使用することができ、初期化、読み出し、および直接単一量子ビットゲートの完全なセットを示す。 私たちの研究は、量子シミュレーション、センシング、情報処理のための強力な量子音響プラットフォームに、もうひとつのユニークな機能を加えています。

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