論文の概要: Electronic interferometry with ultrashort plasmonic pulses
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.13025v2
- Date: Sun, 05 Jan 2025 21:06:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-07 17:02:23.299418
- Title: Electronic interferometry with ultrashort plasmonic pulses
- Title（参考訳）: 超短パルスを用いた電子干渉計測
- Authors: Seddik Ouacel, Lucas Mazzella, Thomas Kloss, Matteo Aluffi, Thomas Vasselon, Hermann Edlbauer, Junliang Wang, Clement Geffroy, Jashwanth Shaju, Arne Ludwig, Andreas D. Wieck, Michihisa Yamamoto, David Pomaranski, Shintaro Takada, Nobu-Hisa Kaneko, Giorgos Georgiou, Xavier Waintal, Matias Urdampilleta, Hermann Sellier, Christopher Bäuerle,
- Abstract要約: ピコ秒プラズモンパルスの形で飛ぶ電子は、達成可能なコヒーレント演算の数で競合する可能性がある。
極短単一電子プラズモンパルスを14マイクロメートルのマッハ・ツェンダー干渉計に注入することにより、これを実現するための重要な一歩を踏み出した。
その結果、超短パルスのオンデマンド注入において、量子コヒーレンスが堅牢であることが確認された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8141910845471796
- License:
- Abstract: Electronic flying qubits offer an interesting alternative to photonic qubits: electrons propagate slower, hence easier to control in real time, and Coulomb interaction enables direct entanglement between different qubits. Although their coherence time is limited, flying electrons in the form of picosecond plasmonic pulses could be competitive in terms of the number of achievable coherent operations. The key challenge in achieving this critical milestone is the development of a new technology capable of injecting 'on-demand' single-electron wavepackets into quantum devices, with temporal durations comparable to or shorter than the device dimensions. Here, we take a significant step towards achieving this regime in a quantum nanoelectronic system by injecting ultrashort single-electron plasmonic pulses into a 14-micrometer-long Mach-Zehnder interferometer. Our results establish that quantum coherence is robust under the on-demand injection of ultrashort plasmonic pulses, as evidenced by the observation of coherent oscillations in the single-electron regime. Building on this, our results demonstrate for the first time the existence of a new "non-adiabatic" regime that is prominent at high frequencies. This breakthrough highlights the potential of flying qubits as a promising alternative to localised qubit architectures, offering advantages such as a reduced hardware footprint, enhanced connectivity, and scalability for quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 電子はゆっくり伝播し、したがってリアルタイムで制御しやすく、クーロン相互作用は異なるキュービット間の直接絡み合いを可能にする。
そのコヒーレンス時間は限られているが、ピコ秒プラズモンパルスの形で飛行する電子は、達成可能なコヒーレント演算の数で競合する可能性がある。
この重要なマイルストーンを達成する上で重要な課題は、量子デバイスに「オンデマンド」単一電子波束を注入できる新しい技術を開発することである。
ここでは、超短パルス単一電子プラズモンを14ミクロメートルのマッハ・ツェンダー干渉計に注入することにより、量子ナノエレクトロニクスシステムにおけるこの状態を達成するための重要な一歩を踏み出す。
この結果は、単一電子状態におけるコヒーレント振動の観測によって証明されたように、超短パルスのオンデマンド注入の下で量子コヒーレンスが堅牢であることを示す。
この結果をもとに,高頻度で顕著な「非断熱的」体制の存在を初めて実証した。
このブレークスルーは、ローカライズされたキュービットアーキテクチャに代わる有望な代替として、ハードウェアフットプリントの削減、接続性の向上、量子情報処理のスケーラビリティなど、空飛ぶキュービットの可能性を強調している。
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