論文の概要: Deterministic multi-phonon entanglement between two mechanical resonators on separate substrates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.15726v1
- Date: Sun, 24 Nov 2024 06:06:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-26 14:20:02.141230
- Title: Deterministic multi-phonon entanglement between two mechanical resonators on separate substrates
- Title（参考訳）: 分離基板上の2つの機械共振器間の決定論的マルチフォノン絡み合わせ
- Authors: Ming-Han Chou, Hong Qiao, Haoxiong Yan, Gustav Andersson, Christopher R. Conner, Joel Grebel, Yash J. Joshi, Jacob M. Miller, Rhys G. Povey, Xuntao Wu, Andrew N. Cleland,
- Abstract要約: 高速なマルチフォノンエンタングルメント生成とその後のトモグラフィー解析が可能なモジュラプラットフォームについて述べる。
2つの機械的共振器間の機械的ベル状態を生成し、$mathcalF = 0.872pm 0.002$を達成する。
さらに、2つの共振器間で共有されるマルチフォノンの絡み合った状態の生成を、$mathcalF = 0.748pm 0.008$で実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.888358598482653
- License:
- Abstract: Mechanical systems have emerged as a compelling platform for applications in quantum information, leveraging recent advances in the control of phonons, the quanta of mechanical vibrations. Several experiments have demonstrated control and measurement of phonon states in mechanical resonators integrated with superconducting qubits, and while entanglement of two mechanical resonators has been demonstrated in some approaches, a full exploitation of the bosonic nature of phonons, such as multi-phonon entanglement, remains a challenge. Here, we describe a modular platform capable of rapid multi-phonon entanglement generation and subsequent tomographic analysis, using two surface acoustic wave resonators on separate substrates, each connected to a superconducting qubit. We generate a mechanical Bell state between the two mechanical resonators, achieving a fidelity of $\mathcal{F} = 0.872\pm 0.002$, and further demonstrate the creation of a multi-phonon entangled state (N=2 N00N state), shared between the two resonators, with fidelity $\mathcal{F} = 0.748\pm 0.008$. This approach promises the generation and manipulation of more complex phonon states, with potential future applications in bosonic quantum computing in mechanical systems. The compactness, modularity, and scalability of our platform further promises advances in both fundamental science and advanced quantum protocols, including quantum random access memory and quantum error correction.
- Abstract（参考訳）: メカニカルシステムは量子情報の応用のための魅力的なプラットフォームとして登場し、メカニカル振動の量子であるフォノンの制御の最近の進歩を活用している。
いくつかの実験では、超伝導量子ビットと統合された機械共振器におけるフォノン状態の制御と測定が実証されており、2つの機械共振器の絡み合いはいくつかのアプローチで実証されているが、マルチフォノンの絡み合いのようなフォノンのボソニックな性質のフル活用は依然として課題である。
本稿では,超伝導量子ビットに接続された2つの表面波共振器を用いて,高速なマルチフォノンエンタングルメント生成とトモグラフィ解析が可能なモジュラプラットフォームについて述べる。
2つの機械的共振器間の機械的ベル状態を生成し、その忠実度を$\mathcal{F} = 0.872\pm 0.002$とし、さらに2つの共振器間で共有されるマルチフォノンエンタングル状態(N=2 N00N状態)の生成を、$\mathcal{F} = 0.748\pm 0.008$で実証する。
このアプローチは、より複雑なフォノン状態の生成と操作を約束し、機械システムにおけるボソニック量子コンピューティングに将来的な応用が期待できる。
我々のプラットフォームのコンパクト性、モジュラリティ、スケーラビリティは、量子ランダムアクセスメモリや量子エラー訂正を含む、基礎科学と先進的な量子プロトコルの両方の進歩をさらに約束する。
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