論文の概要: A Nanomechanical Atomic Force Qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.15387v1
• Date: Mon, 22 Jul 2024 05:30:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-23 16:00:55.367907
• Title: A Nanomechanical Atomic Force Qubit
• Title（参考訳）: ナノメカニカル原子間力量子ビット
• Authors: Shahin Jahanbani, Zi-Huai Zhang, Binhan Hua, Kadircan Godeneli, Boris Müllendorff, Xueyue Zhang, Haoxin Zhou, Alp Sipahigil,
• Abstract要約: 原子間力を用いたシリコンナノメカニカル量子ビットの実現について提案する。 提案したqubitは60MHzで動作し、シングルフォノンレベルのアンハーモニシティは5MHzである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Silicon nanomechanical resonators display ultra-long lifetimes at cryogenic temperatures and microwave frequencies. Achieving quantum control of single-phonons in these devices has so far relied on nonlinearities enabled by coupling to ancillary qubits. In this work, we propose using atomic forces to realize a silicon nanomechanical qubit without coupling to an ancillary qubit. The proposed qubit operates at 60 MHz with a single-phonon level anharmonicity of 5 MHz. We present a circuit quantum acoustodynamics architecture where electromechanical resonators enable dispersive state readout and multi-qubit operations. The combination of strong anharmonicity, ultrahigh mechanical quality factors, and small footprints achievable in this platform could enable quantum-nonlinear phononics for quantum information processing and transduction.
• Abstract（参考訳）: シリコンナノメカニカル共振器は極低温とマイクロ波周波数で超長寿命を示す。 これらのデバイスにおける単一フォノンの量子制御は、これまでは、アシラリー量子ビットへの結合によって実現された非線形性に依存してきた。 本研究では,原子間力によるシリコンナノメカニカル量子ビットの実現を,アシラリー量子ビットに結合することなく提案する。 提案したqubitは60MHzで動作し、シングルフォノンレベルのアンハーモニシティは5MHzである。 本稿では、電気機械共振器が分散状態の読み出しとマルチキュービット演算を可能にする回路量子音響力学アーキテクチャを提案する。 このプラットフォームで実現可能な強力なアンハーモニック性、超高機械的品質要素、および小さなフットプリントの組み合わせは、量子情報処理とトランスダクションのための量子非線形フォニックを可能にする。

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