論文の概要: Quantum squeezing amplification with a weak Kerr nonlinear oscillator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.08197v1
• Date: Tue, 11 Mar 2025 09:02:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-12 15:42:16.770804
• Title: Quantum squeezing amplification with a weak Kerr nonlinear oscillator
• Title（参考訳）: 弱いカー非線形発振器を用いた量子スクイーズ増幅
• Authors: Yanyan Cai, Xiaowei Deng, Libo Zhang, Zhongchu Ni, Jiasheng Mai, Peihao Huang, Pan Zheng, Ling Hu, Song Liu, Yuan Xu, Dapeng Yu,
• Abstract要約: 超伝導マイクロ波空洞におけるKerr非線形性の弱い圧縮状態の生成と増幅を実証した。 ハードウェア効率のよい変位拡大操作は、大きな圧縮状態を生成する代替経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.251829006723337
• License:
• Abstract: Quantum squeezed states, with reduced quantum noise, have been widely utilized in quantum sensing and quantum error correction applications. However, generating and manipulating these nonclassical states with a large squeezing degree typically requires strong nonlinearity, which inevitably induces additional decoherence that diminishes the overall performance. Here, we demonstrate the generation and amplification of squeezed states in a superconducting microwave cavity with weak Kerr nonlinearity. By subtly engineering an off-resonant microwave drive, we observe cyclic dynamics of the quantum squeezing evolution for various Fock states |N> with N up to 6 in displaced frame of the cavity. Furthermore, we deterministically realize quantum squeezing amplification by alternately displacing the Kerr oscillator using the Trotterization technique, achieving a maximum squeezing degree of 14.6 dB and squeezing rate of 0.28 MHz. Our hardware-efficient displacement-enhanced squeezing operations provide an alternative pathway for generating large squeezed states, promising potential applications in quantum-enhanced sensing and quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 量子圧縮状態は量子ノイズを低減し、量子センシングや量子誤り訂正の用途で広く利用されている。 しかし、これらの非古典状態の生成と操作は典型的には強い非線形性を必要とし、必然的に全体的な性能を低下させる余分なデコヒーレンスを引き起こす。 ここでは,Kerr非線形性の弱い超伝導マイクロ波空洞における圧縮状態の生成と増幅を実証する。 外部共振マイクロ波駆動の微妙なエンジニアリングにより, キャビティの変位フレームにおいて, Nを最大6個まで含む様々なフォック状態 |N> の量子スクイーズ進化の循環力学を観察する。 さらに,Trotterization法を用いてKerr発振器を交互に分解し,最大スクイーズ度14.6dB,スクイーズ率0.28MHzを実現して量子スクイーズ増幅を実現する。 ハードウェア効率のよい変位強調操作は、大きな圧縮状態を生成する代替経路を提供し、量子強調センシングおよび量子情報処理の潜在的な応用を約束する。

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