論文の概要: Superconducting integrated on-demand quantum memory with microwave pulse preservation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.02570v2
• Date: Wed, 30 Jul 2025 15:15:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-31 14:05:51.176479
• Title: Superconducting integrated on-demand quantum memory with microwave pulse preservation
• Title（参考訳）: マイクロ波パルス保存によるオンデマンド量子メモリの超電導化
• Authors: Aleksei R. Matanin, Nikita S. Smirnov, Anton I. Ivanov, Victor I. Polozov, Daria A. Moskaleva, Elizaveta I. Malevannaya, Margarita V. Androshuk, Yulia A. Agafonova, Denis E. Shirokov, Aleksander V. Andriyash, Ilya A. Rodionov,
• Abstract要約: パルス状態におけるRF-SQUID結合素子を動的に制御した集積超伝導量子メモリのアーキテクチャを提案する。 メモリサイクル時間は1.51$mu s$と57.5%で、単一の光子レベルの励起での検索中に保存されたパルス形状を保存する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.874825130479174
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Microwave quantum memory represents a critical component for quantum radars and resource-efficient approaches to quantum error correction. Superconducting microwave resonators provide highly efficient storage, long coherence times, on-demand reading and even in memory pulse engineering, but it is still challenging to overcome design and materials induced loss channels for on-chip realization. In this work, we present a novel architecture of integrated superconducting quantum memory with a dynamically controlled RF-SQUID coupling element in pulse regime, thus ensuring high efficiency storage and cycling storage time. It demonstrates a memory cycle time of 1.51 $\mu s$ and 57.5% storage fidelity with preservation of the stored pulse shape during the retrieval at single-photon level excitations. We establish that while the proposed active coupler realization introduces no measurable fidelity degradation, the primary limitation arises from impedance matching and materials imperfections. The proposed architecture highlights a disruptive potential for on-chip qubit and memory integration for scalable quantum error correction, while identifying specific avenues for near-unity storage fidelity.
• Abstract（参考訳）: マイクロ波量子メモリは、量子レーダと量子エラー訂正に対するリソース効率の良いアプローチにとって重要なコンポーネントである。 超伝導マイクロ波共振器は、高効率なストレージ、長時間のコヒーレンス時間、オンデマンド読み出し、さらにはメモリパルス工学さえも提供するが、オンチップ実現のための設計と材料誘導損失チャネルを克服することは依然として困難である。 本研究では,パルス状態のRF-SQUID結合素子を動的に制御した集積超伝導量子メモリのアーキテクチャを提案する。 メモリサイクル時間は 1.51$\mu s$ と 57.5% で、単一の光子レベルの励起での検索中に保存されたパルス形状を保存する。 提案したアクティブカプラ実現法は, 測定可能な忠実度劣化を伴わないが, インピーダンスマッチングと材料不完全性から一次制限が生じることが確認された。 提案アーキテクチャは、オンチップ量子ビットとメモリ統合によるスケーラブルな量子誤り訂正の破壊的可能性を強調し、ニアユニティストレージの忠実性のための特定の経路を特定する。

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