論文の概要: Engineering giant transmon molecules as mediators of conditional two-photon gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.05377v1
• Date: Mon, 07 Jul 2025 18:03:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-09 16:34:37.289177
• Title: Engineering giant transmon molecules as mediators of conditional two-photon gates
• Title（参考訳）: 条件付き2光子ゲートのメディエーターとしてのエンジニアリング・ジャイアントトランスモン分子
• Authors: Tomás Levy-Yeyati, Tomás Ramos, Alejandro González-Tudela,
• Abstract要約: 我々は、非局所結合トランスモン「分子」の配列を用いて、導波路光子の受動光制御ゲートを設計する方法を示す。 我々の研究は、マイクロ波フォトニック量子コンピューティングデバイスの重要な要素として、巨大原子の使用を開放する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Artificial atoms non-locally coupled to waveguides -- the so-called giant atoms -- offer new opportunities for the control of light and matter. In this work, we show how to use an array of non-locally coupled transmon "molecules" to engineer a passive photonic controlled gate for waveguide photons. In particular, we show that a conditional elastic phase shift between counter-propagating photons arises from the interplay between direction-dependent couplings, engineered through an interplay of non local interactions and molecular binding strength; and the nonlinearity of the transmon array. We analyze the conditions under which a maximal $\pi$-phase shift -- and hence a CZ gate -- is obtained, and characterize the gate fidelity as a function of key experimental parameters, including finite transmon nonlinearities, emitter spectral inhomogeneities, and limited cooperativity. Our work opens the use of giant atoms as key elements of microwave photonic quantum computing devices.
• Abstract（参考訳）: いわゆる巨大原子である導波路に非局所的に結合した人工原子は、光と物質を制御するための新たな機会を提供する。 本研究では、非局所結合トランスモン「分子」の配列を用いて、導波路光子の受動光制御ゲートを設計する方法について述べる。 特に,非局所相互作用と分子結合強度の相互作用によって構築された方向依存結合の相互作用と,トランスモンアレイの非線形性から,反伝播光子間の条件付き弾性相転移が生じることを示す。 極大な$\pi$-phaseシフトが得られてCZゲートが得られる条件を解析し、有限なトランスモン非線形性、エミッタスペクトルの不均一性、限られた協調性を含む重要な実験パラメータの関数としてゲートの忠実度を特徴付ける。 我々の研究は、マイクロ波フォトニック量子コンピューティングデバイスの重要な要素として、巨大原子の使用を開放する。

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