論文の概要: High-throughput electro-optic upconversion and downconversion with few-photon added noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.09873v1
• Date: Mon, 14 Jul 2025 03:05:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-15 18:48:24.181223
• Title: High-throughput electro-optic upconversion and downconversion with few-photon added noise
• Title（参考訳）: 数光子付加雑音による高出力電気光学的アップコンバージョンとダウンコンバージョン
• Authors: M. D. Urmey, S. Dickson, K. Adachi, S. Mittal, L. G. Talamo, A. Kyle, N. E. Frattini, S. -X. Lin, K. W. Lehnert, C. A. Regal,
• Abstract要約: 本稿では,高い信号スループットを有する膜を用いたオプトエレクトロメカニカルトランスデューサの測定を行う。 ダウンコンバージョンでは、数光子レベルのこの大きさのスループットは前例がない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A microwave-optical transducer of sufficiently low noise and high signal transfer rate would allow entanglement to be distributed between superconducting quantum processors at a rate faster than the lifetimes of the quantum memories being linked. Here we present measurements of a membrane-based opto-electromechanical transducer with high signal throughput, as quantified by an efficiency-bandwidth-duty-cycle product of 7 kHz, approaching quantum-enabled operation in upconversion as well as downconversion, with input-referred added noise of 3 photons. In downconversion, throughput of this magnitude at the few-photon noise level is unprecedented. Using the quantum channel capacity, we also find an expression for the maximum rate at which quantum information can be transduced, providing insight into the importance of improving both a transducer's throughput and noise performance. With feasible improvements, the high throughput achieved with this device positions membrane-based transducers as a strategic choice for demonstrations of a quantum network with reasonable averaging times.
• Abstract（参考訳）: 十分に低いノイズと高い信号伝達率のマイクロ波光変換器は、量子メモリの寿命よりも速い速度で超伝導量子プロセッサ間で絡み合うことができる。 ここでは,7kHzの高効率バンド幅二重サイクル積によって定量化され,アップコンバージョンおよびダウンコンバージョンにおいて量子可能な動作に近づき,入力参照付加雑音が3光子である膜ベースのオプトエレクトロメカニカルトランスデューサの高信号スループットの測定を行う。 ダウンコンバージョンでは、数光子レベルのこの大きさのスループットは前例がない。 また、量子チャネル容量を用いて、量子情報の変換が可能な最大レートの式を見つけ、トランスデューサのスループットとノイズ性能の両方を改善することの重要性について考察する。 実現可能な改善により、このデバイスで達成された高いスループットは、膜ベースのトランスデューサを、合理的な平均時間を持つ量子ネットワークのデモのための戦略的選択として位置付ける。

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