論文の概要: Hardware-Efficient Bosonic Module for Entangling Superconducting Quantum Processors via Optical Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.10407v1
• Date: Fri, 14 Nov 2025 01:49:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-14 22:53:22.854541
• Title: Hardware-Efficient Bosonic Module for Entangling Superconducting Quantum Processors via Optical Networks
• Title（参考訳）: 光ネットワークによる超伝導量子プロセッサのエンタングル化のためのハードウェア効率の良いボソニックモジュール
• Authors: Jia-Hua Zou, Weizhou Cai, Jia-Qi Wang, Zheng-Xu Zhu, Qing-Xuan Jie, Xin-Biao Xu, Weiting Wang, Guang-Can Guo, Luyan Sun, Chang-Ling Zou,
• Abstract要約: マイクロ波-光間(M2O)トランスデューサは、周波数ミスマッチとクビットデコヒーレンスに起因する問題を引き起こす。 長寿命の3Dキャビティを持つブリルアンM2OトランスデューサにSNAILを用いたパラメトリック結合を用いたモジュラーアーキテクチャを提案する。 我々のキャビティベースのアプローチはトランスモンスキームよりも優れており、分散超伝導量子コンピューティングの実践的な経路を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.181101976838568
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Scaling superconducting quantum processors beyond single dilution refrigerators requires efficient optical interconnects, yet integrating microwave-to-optical (M2O) transducers poses challenges due to frequency mismatches and qubit decoherence. We propose a modular architecture using SNAIL-based parametric coupling to interface Brillouin M2O transducers with long-lived 3D cavities, while maintaining plug-and-play compatibility. Through numerical simulations incorporating realistic noises, including laser heating, propagation losses, and detection inefficiency, we demonstrate raw entangled bit fidelities of F~0.8 at kHz-level rates over 30 km using the Duan-Lukin-Cirac-Zoller (DLCZ) protocol. Implementing asymmetric entanglement pumping tailored to amplitude damping errors, we achieve purified fidelities F~0.94 at 0.2 kHz rates. Our cavity-based approach outperforms transmon schemes, providing a practical pathway for distributed superconducting quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子プロセッサを単一希釈冷凍機を超えてスケーリングするには、効率的な光配線が必要であるが、マイクロ波-光(M2O)トランスデューサの統合は、周波数ミスマッチとクビットデコヒーレンスによる課題を引き起こす。 本稿では,SNAILをベースとしたパラメトリック結合を用いて,長期の3Dキャビティを持つブリルアンM2Oトランスデューサを接続し,プラグ・アンド・プレイの互換性を維持しながらモジュールアーキテクチャを提案する。 レーザ加熱, 伝搬損失, 検出非効率などの現実的なノイズを取り入れた数値シミュレーションにより, デュアン・ルキン・シラク・ゾラー (DLCZ) プロトコルを用いて, 30km以上のkHz以上の速度でF~0.8の生の絡み合ったビット忠実度を示す。 振幅減衰誤差に調整した非対称エンタングルメントポンプを実装し, 0.2kHzで精製されたF~0.94を達成する。 我々のキャビティベースのアプローチはトランスモンスキームよりも優れており、分散超伝導量子コンピューティングの実践的な経路を提供する。

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