論文の概要: Programmable Microwave Cluster States via Josephson Metamaterials
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.22823v1
- Date: Wed, 30 Jul 2025 16:37:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-31 16:14:18.335266
- Title: Programmable Microwave Cluster States via Josephson Metamaterials
- Title（参考訳）: ジョセフソンメタマテリアルを用いたプログラム可能なマイクロ波クラスター状態
- Authors: A. Alocco, A. Celotto, E. Palumbo, B. Galvano, P. Livreri, L. Fasolo, L. Callegaro, E. Enrico,
- Abstract要約: クラスタ状態は、連続変数量子コンピューティングの基本的なリソースである。
マルチモード絡み合ったマイクロ波クラスター状態のオンデマンド生成を実証する。
このプラットフォームは、スケーラブルな測定ベースの量子情報処理のための新しい道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Cluster states are a fundamental resource for continuous-variable quantum computing, enabling measurement-based protocols that can scale beyond the limitations of qubit-based architectures. Here, we demonstrate on-demand generation of multimode entangled microwave cluster states using a programmable Josephson Traveling-Wave Parametric Amplifier (JTWPA) operated in the three-wave mixing regime. By injecting a tailored, non-equidistant set of pump tones via an arbitrary waveform generator, we engineer frequency-specific nonlinear couplings between multiple frequency modes. The entanglement structure is verified via frequency-resolved heterodyne detection of quadrature nullifiers, confirming the target graph topology of the cluster state. Our approach allows reconfigurability through the pumps spectrum and supports scalability by leveraging the wide bandwidth and spatial homogeneity of the JTWPA. This platform opens new avenues for scalable measurement-based quantum information processing in the microwave domain, compatible with superconducting circuit architectures.
- Abstract（参考訳）: クラスタ状態は連続可変量子コンピューティングの基本的なリソースであり、量子ビットベースのアーキテクチャの限界を超えてスケール可能な測定ベースのプロトコルを可能にする。
本稿では,JTWPA(Josephson Traveling-Wave Parametric Amplifier)を3波混合方式で動作させることにより,マルチモード・アンタングルマイクロ波クラスター状態のオンデマンド生成を実証する。
任意の波形発生器を介して、調整された非等価なポンプ音のセットを注入することにより、複数の周波数モード間の周波数特異的非線形結合を設計する。
絡み合い構造は、周波数分解ヘテロダインによる二次零化器の検出により検証され、クラスタ状態のターゲットグラフトポロジーを確認する。
提案手法は,JTWPAの広帯域化と空間的均一性を活用することにより,ポンプスペクトルによる再構成を可能にし,スケーラビリティをサポートする。
このプラットフォームは、超伝導回路アーキテクチャと互換性のあるマイクロ波領域におけるスケーラブルな計測ベースの量子情報処理のための新しい道を開く。
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