論文の概要: A mechanical quantum memory for microwave photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.08006v1
• Date: Wed, 11 Dec 2024 01:21:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-12 14:01:58.002812
• Title: A mechanical quantum memory for microwave photons
• Title（参考訳）: マイクロ波光子のためのメカニカル量子メモリ
• Authors: Alkım B. Bozkurt, Omid Golami, Yue Yu, Hao Tian, Mohammad Mirhosseini,
• Abstract要約: トランスモン超伝導体と長寿命メカニカル発振器の強い結合性を示す。 この発見は量子状態への例外的な保存を延長し、将来の応用におけるコンパクトなボゾン元素として前進させた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.201524716152807
• License:
• Abstract: Long-lived mechanical oscillators are actively pursued as critical resources for quantum storage, sensing, and transduction. However, achieving deterministic quantum control while limiting mechanical dissipation remains a persistent challenge. Here, we demonstrate strong coupling between a transmon superconducting qubit and an ultra-long-lived nanomechanical oscillator ($T_\text{1} \approx 25 \text{ ms}$ at 5 GHz, $Q \approx 0.8 \times 10^9$) by leveraging the low acoustic loss in silicon and phononic bandgap engineering. The qubit-oscillator system achieves large cooperativity ($C_{T_1}\approx 1.5\times10^5$, $C_{T_2}\approx 150$), enabling the generation of non-classical states and the investigation of mechanisms underlying mechanical decoherence. We show that dynamical decoupling$\unicode{x2014}$implemented through the qubit$\unicode{x2014}$can mitigate decoherence, leading to a mechanical coherence time of $T_2\approx 1 \text{ ms}$. These findings extend the exceptional storage capabilities of mechanical oscillators to the quantum regime, putting them forward as compact bosonic elements for future applications in quantum computing and metrology.
• Abstract（参考訳）: 長寿命の機械的発振器は、量子記憶、センシング、伝達の重要な資源として積極的に追求されている。 しかし、機械的散逸を抑えながら決定論的量子制御を実現することは、依然として永続的な課題である。 ここでは、トランスモン超伝導量子ビットと超長寿命ナノメカニカル発振器(T_\text{1} \approx 25 \text{ms}$ at 5 GHz, $Q \approx 0.8 \times 10^9$)の強い結合を、シリコンとフォノンバンドギャップ工学の低音響損失を利用して示す。 クビットオシレータシステムは大きな協調性(C_{T_1}\approx 1.5\times10^5$, $C_{T_2}\approx 150$)を達成する。 動的デカップリング$\unicode{x2014}$implemented through the qubit$\unicode{x2014}$can mitigate decoherence, to a mechanical coherence time of $T_2\approx 1 \text{ms}$。 これらの知見は、量子状態への機械振動子の例外的な貯蔵能力を拡張し、量子コンピューティングとメトロジーにおける将来の応用のためのコンパクトなボソニック要素として前進させた。

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