論文の概要: A kilometer photonic link connecting superconducting circuits in two dilution refrigerators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.02444v1
- Date: Mon, 04 Aug 2025 14:04:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-05 18:25:22.372192
- Title: A kilometer photonic link connecting superconducting circuits in two dilution refrigerators
- Title（参考訳）: 2つの希釈冷凍機における超伝導回路を接続するキロメートルフォトニックリンク
- Authors: Yiyu Zhou, Yufeng Wu, Chunzhen Li, Mohan Shen, Likai Yang, Jiacheng Xie, Hong X. Tang,
- Abstract要約: 異なる希釈冷凍機に収容された2つの超伝導回路間のコヒーレント信号伝達を実験的に実証した。
各ノードにおけるトランスデューサの効率が0.1%以上になると、商用電気光学変調器よりも80dBの効率が向上する。
この研究は、フォトニックリンクで相互接続されたスケーラブル超伝導量子ネットワークに対する重要な設計ガイドラインを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.837622912636323
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Superconducting quantum processors are a leading platform for implementing practical quantum computation algorithms. Although superconducting quantum processors with hundreds of qubits have been demonstrated, their further scaling up is constrained by the physical size and cooling power of dilution refrigerators. This constraint can be overcome by constructing a quantum network to interconnect qubits hosted in different refrigerators, which requires microwave-to-optical transducers to enable low-loss signal transmission over long distances. Despite that various designs and demonstrations have achieved high-efficiency and low-added-noise transducers, a coherent photonic link between separate refrigerators has not yet been realized. In this work, we experimentally demonstrate coherent signal transfer between two superconducting circuits housed in separate dilution refrigerators, enabled by a pair of frequency-matched aluminum nitride electro-optic transducers connected via a 1-km telecom optical fiber. With transducers at each node achieving >0.1% efficiency, an overall 80 dB improvement in transduction efficiency over commercial electro-optic modulators is attainable, paving the way towards a fully quantum-enabled link. This work provides critical design guidelines towards scalable superconducting quantum networks interconnected by photonic links.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子プロセッサは、実用的な量子計算アルゴリズムを実装するための主要なプラットフォームである。
数百量子ビットの超伝導量子プロセッサが実証されているが、そのさらなるスケールアップは希釈冷凍機の物理的サイズと冷却力によって制限されている。
この制約は、異なる冷蔵庫にホストされている量子ビットを相互接続する量子ネットワークを構築することで克服できる。
様々な設計やデモが高効率で低雑音変換器を達成しているにもかかわらず、別の冷蔵庫間のコヒーレントなフォトニックリンクはまだ実現されていない。
本研究では,1kmの光ファイバーで接続された一対の周波数整合窒化アルミニウム電気光学変換器により,別々の希釈冷凍機に収容された2つの超伝導回路間のコヒーレント信号伝達を実験的に実証した。
それぞれのノードにおけるトランスデューサの効率が0.1%に向上したことにより、商用電気光学変調器によるトランスデューサ効率の全体的な80dB向上が達成され、完全に量子化可能なリンクへの道を歩むことができる。
この研究は、フォトニックリンクで相互接続されたスケーラブル超伝導量子ネットワークに対する重要な設計ガイドラインを提供する。
関連論文リスト
- Coherent control of a superconducting qubit using light [1.9834013025499746]
低温環境で動作している超伝導マイクロ波量子ビットは、量子プロセッサノードの候補として期待されている。
超伝導量子ビットのコヒーレント光制御を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-24T19:51:39Z) - Optical readout of a superconducting qubit using a scalable piezo-optomechanical transducer [0.0]
超伝導量子プロセッサは、サイズと計算能力に大きな進歩をもたらした。
多数の超伝導量子ビットを動作させることによる実用的極低温限界は、さらなるスケーリングのボトルネックとなっている。
ここでは、同軸ケーブルを介して接続された超伝導トランスモンキュービットの光ファイバーを介して、完全に統合された圧電-オプトメカニカルトランスデューサへの光読み出しを実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-09T18:00:02Z) - Terahertz-Mediated Microwave-to-Optical Transduction [0.0]
マイクロ波と光レンジの間の量子信号の変換は、強力なハイブリッド量子システムを解き放つ。
ほとんどのマイクロ波-光量子トランスデューサは、ポンプ吸収による熱ノイズに悩まされる。
THz帯の中間周波数状態に基づく2段階スキームを用いた電気光学変換器における熱・波動の結合解析を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-07T19:31:39Z) - An integrated microwave-to-optics interface for scalable quantum
computing [47.187609203210705]
シリコンフォトニックキャビティに結合した超伝導共振器を用いた集積トランスデューサの新しい設計法を提案する。
上記の条件をすべて同時に実現するためのユニークな性能とポテンシャルを実験的に実証する。
デバイスは50オーム伝送ラインに直接接続し、単一のチップ上で多数のトランスデューサに容易にスケールできる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-27T18:05:01Z) - Enhancing the Coherence of Superconducting Quantum Bits with Electric
Fields [62.997667081978825]
印加された直流電界を用いて、クォービット共鳴から外れた欠陥を調整することにより、クビットコヒーレンスを向上させることができることを示す。
また、超伝導量子プロセッサにおいて局所ゲート電極をどのように実装し、個々の量子ビットの同時コヒーレンス最適化を実現するかについても論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-02T16:18:30Z) - Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。
トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。
我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z) - High-efficiency microwave-optical quantum transduction based on a cavity
electro-optic superconducting system with long coherence time [52.77024349608834]
マイクロ波と光子の間の周波数変換は、超伝導量子プロセッサ間のリンクを作るための鍵となる技術である。
本稿では, 長コヒーレンス時間超伝導電波周波数(SRF)キャビティに基づくマイクロ波光プラットフォームを提案する。
2つのリモート量子システム間の密接な絡み合い発生の忠実さは、低マイクロ波損失により向上することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-30T17:57:37Z) - Slowing down light in a qubit metamaterial [98.00295925462214]
マイクロ波領域の超伝導回路は 未だにそのような装置を欠いている
共振導波路に結合した8量子ビットからなる超伝導メタマテリアルにおいて、電磁波の減速を実証した。
本研究は, 超伝導回路の高柔軟性を実証し, カスタムバンド構造を実現することを目的とした。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-14T20:55:10Z) - A fast and large bandwidth superconducting variable coupler [0.0]
超電導ジョセフソン接合をベースとしたカプラは、高速スイッチングによる無散逸運転のために設計することができる。
これらはマイクロ波光子のオンチップで量子コヒーレントなルーティングを可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-18T18:20:26Z) - Control and readout of a superconducting qubit using a photonic link [0.0]
普遍的な量子コンピュータは、数百万ビットの量子ビット(量子ビット)を持つプロセッサを必要とする。
超伝導量子プロセッサでは、各量子ビットは、室温電子回路と量子回路の低温環境を接続するマイクロ波信号線で個別に処理される。
ここでは,光ファイバーを用いたフォトニックリンクを用いて,室温からの変調レーザ光を低温光検出器に誘導し,ミリケルビン温度で直接ショットノイズに制限されたマイクロ波信号を伝送する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-02T16:19:41Z) - Waveguide Bandgap Engineering with an Array of Superconducting Qubits [101.18253437732933]
局所周波数制御による8つの超伝導トランスモン量子ビットからなるメタマテリアルを実験的に検討した。
極性バンドギャップの出現とともに,超・亜ラジカル状態の形成を観察する。
この研究の回路は、1ビットと2ビットの実験を、完全な量子メタマテリアルへと拡張する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-05T09:27:53Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。