論文の概要: A two-dimensional optomechanical crystal for quantum transduction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.14484v1
- Date: Thu, 20 Jun 2024 16:47:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-21 12:09:55.271897
- Title: A two-dimensional optomechanical crystal for quantum transduction
- Title（参考訳）: 量子トランスダクションのための2次元光学結晶
- Authors: Felix M. Mayor, Sultan Malik, André G. Primo, Samuel Gyger, Wentao Jiang, Thiago P. M. Alegre, Amir H. Safavi-Naeini,
- Abstract要約: 統合オプティメカルシステムは、量子情報の操作、センシング、分散のための主要なプラットフォームの一つである。
本研究では、この問題を緩和する2次元光学結晶幾何、textbfb-dagger を実証する。
本研究は,光システム機能の境界を拡張し,次世代マイクロ波-光トランスデューサの堅牢な基盤を確立した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.6639400132237343
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Integrated optomechanical systems are one of the leading platforms for manipulating, sensing, and distributing quantum information. The temperature increase due to residual optical absorption sets the ultimate limit on performance for these applications. In this work, we demonstrate a two-dimensional optomechanical crystal geometry, named \textbf{b-dagger}, that alleviates this problem through increased thermal anchoring to the surrounding material. Our mechanical mode operates at 7.4 GHz, well within the operation range of standard cryogenic microwave hardware and piezoelectric transducers. The enhanced thermalization combined with the large optomechanical coupling rates, $g_0/2\pi \approx 880~\mathrm{kHz}$, and high optical quality factors, $Q_\text{opt} = 2.4 \times 10^5$, enables the ground-state cooling of the acoustic mode to phononic occupancies as low as $n_\text{m} = 0.35$ from an initial temperature of 3 kelvin, as well as entering the optomechanical strong-coupling regime. Finally, we perform pulsed sideband asymmetry of our devices at a temperature below 10 millikelvin and demonstrate ground-state operation ($n_\text{m} < 0.45$) for repetition rates as high as 3 MHz. Our results extend the boundaries of optomechanical system capabilities and establish a robust foundation for the next generation of microwave-to-optical transducers with entanglement rates overcoming the decoherence rates of state-of-the-art superconducting qubits.
- Abstract（参考訳）: 統合オプティメカルシステムは、量子情報の操作、センシング、分散のための主要なプラットフォームの一つである。
残留光吸収による温度上昇は、これらの用途の性能に究極の限界を与える。
本研究では, 周辺材料への熱アンカーの増大によりこの問題を緩和する2次元光学結晶幾何学, textbf{b-dagger} を実証する。
我々のメカニカルモードは7.4GHzで動作し、標準的な極低温マイクロ波ハードウェアと圧電トランスデューサの動作範囲内で動作する。
拡張熱化と、大きな光学的カップリング率、$g_0/2\pi \approx 880~\mathrm{kHz}$、高光学的品質因子、$Q_\text{opt} = 2.4 \times 10^5$と組み合わせることで、音速モードを3ケルビンの初期温度から$n_\text{m} = 0.35$まで低い音速で冷却することができる。
最後に,10ミリケルビン以下の温度で装置のパルスサイドバンド非対称性を実行し,3MHzの繰り返し速度で地上動作(n_\text{m} < 0.45$)を示す。
本研究は, 超伝導量子ビットの非コヒーレンス速度を克服した次世代マイクロ波-光変換器の基礎を築き, 光学系機能の境界を延長するものである。
関連論文リスト
- Quantum optomechanical control of long-lived bulk acoustic phonons [3.4292904169929446]
マイクロファブリック化高オーバトンバルク波共振器(mathrmmu$HBARs)は、非常に長いコヒーレンス時間を持つ高周波機械モードをサポートすることが示されている。
我々は、個々の高コヒーレンスフォノンモードの量子オプティメカ制御を可能にする新しいオプティメカティカルシステムを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-23T17:06:27Z) - Quantum-enabled continuous microwave-to-optics frequency conversion [6.646547697436899]
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。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-04T18:34:01Z) - Limits for coherent optical control of quantum emitters in layered
materials [49.596352607801784]
2レベルシステムのコヒーレントな制御は、現代の量子光学において最も重要な課題の一つである。
我々は、六方晶窒化ホウ素中の機械的に単離された量子エミッタを用いて、共振駆動下での光遷移のコヒーレンスに影響を与える個々のメカニズムを探索する。
基礎となる物理的デコヒーレンス機構に関する新たな洞察は、システムのコヒーレント駆動が可能であるまで温度の限界を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-18T10:37:06Z) - Brillouin optomechanics in the quantum ground state [0.0]
マイクロ波-光変換器における中間体としてバルク音響波(BAW)共振器が魅力的である。
本研究では,光空洞内における水晶BAW共振器からなるブリルアン光学系の基底状態動作を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-08T15:56:52Z) - Phononically shielded photonic-crystal mirror membranes for cavity
quantum optomechanics [48.7576911714538]
高い機械的品質係数を有する反射性サブ波長薄膜共振器を提案する。
膜が1つの終端ミラーを形成するFabry-Perot型光学キャビティを構築した。
室温からmKモード温度への最適サイドバンド冷却を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-23T04:53:04Z) - 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) - A quantum electromechanical interface for long-lived phonons [6.050453270663202]
シリコンオン絶縁体プラットフォームにおいて、GHz帯で動作可能な電気機械システムを提案する。
量子基底状態のキャビティ・メカニクス系はサイドバンド温度測定によって測定される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-22T09:38:40Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z) - 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) - Nanomechanical resonators with ultra-high-$Q$ perimeter modes [0.0]
ソフトクラッピングの新しいアプローチは、頂点に繋がったポリゴン形共振器の周囲の振動を利用する。
周囲モードは室温で360億ドルのQドルに達し、音響波長は2つしかない。
我々のデバイスは、量子光学実験のためのマイクロキャビティとの近接場統合に適している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-08T11:42:21Z) - Open-cavity in closed-cycle cryostat as a quantum optics platform [47.50219326456544]
超高機械的安定性を示すクローズドサイクルクライオスタット内に繊維ベースのオープンファブリ・ペロトキャビティを示す。
この一連の結果は,低温空洞QED実験のための汎用的で強力なプラットフォームとして,クローズドサイクルクライオスタットのオープンキャビティを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-09T18:41:48Z)
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。