論文の概要: Generation of Frequency-Tunable Shaped Single Microwave Photons Using a Fixed-Frequency Superconducting Qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.05536v1
- Date: Fri, 07 Mar 2025 16:03:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-10 12:22:00.643706
- Title: Generation of Frequency-Tunable Shaped Single Microwave Photons Using a Fixed-Frequency Superconducting Qubit
- Title（参考訳）: 固定周波数超電導量子ビットを用いた周波数可変形単一マイクロ波光子の生成
- Authors: Takeaki Miyamura, Yoshiki Sunada, Zhiling Wang, Jesper Ilves, Kohei Matsuura, Yasunobu Nakamura,
- Abstract要約: 超伝導量子コンピュータをスケールアップするには リモートチップ間の量子通信が必要です
高忠実性通信を実現するためには、マイクロ波光子の周波数と時間形状を制御することが不可欠である。
周波数可変回路素子を使わずに周波数可変形マイクロ波光子の発生を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.4904925657410466
- License:
- Abstract: Scaling up a superconducting quantum computer will likely require quantum communication between remote chips, which can be implemented using an itinerant microwave photon in a transmission line. To realize high-fidelity communication, it is essential to control the frequency and temporal shape of the microwave photon. In this work, we demonstrate the generation of frequency-tunable shaped microwave photons without resorting to any frequency-tunable circuit element. We develop a framework which treats a microwave resonator as a band-pass filter mediating the interaction between a superconducting qubit and the modes in the transmission line. This interpretation allows us to stimulate the photon emission by an off-resonant drive signal. We characterize how the frequency and temporal shape of the generated photon depends on the frequency and amplitude of the drive signal. By modulating the drive amplitude and frequency, we achieve a frequency tunability of 40 MHz while maintaining the photon mode shape time-symmetric.Through measurements of the quadrature amplitudes of the emitted photons, we demonstrate consistently high state and process fidelities around 95\% across the tunable frequency range. Our hardware-efficient approach eliminates the need for additional biasing lines typically required for frequency tuning, offering a simplified architecture for scalable quantum communication.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子コンピュータをスケールアップするには、リモートチップ間の量子通信が必要となる可能性が高い。
高忠実性通信を実現するためには、マイクロ波光子の周波数と時間形状を制御することが不可欠である。
本研究では、周波数可変回路素子を使わずに、周波数可変形マイクロ波光子の発生を実証する。
我々はマイクロ波共振器を超伝導量子ビットと伝送線路のモードとの相互作用を媒介する帯域通過フィルタとして扱うフレームワークを開発する。
この解釈により、外部共振駆動信号によって光子放出を刺激することができる。
生成した光子の周波数と時間形状が、駆動信号の周波数と振幅にどのように依存するかを特徴付ける。
駆動振幅と周波数を変調することにより、光子モード形状を時間対称に保ちながら40MHzの周波数チューナビリティを実現する。
我々のハードウェア効率のアプローチは、周波数調整に通常必要となる追加のバイアス線を排除し、スケーラブルな量子通信のための単純化されたアーキテクチャを提供する。
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