論文の概要: Nonreciprocal quantum information processing with superconducting diodes in circuit quantum electrodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.20758v1
- Date: Tue, 25 Nov 2025 19:00:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-27 18:37:58.809334
- Title: Nonreciprocal quantum information processing with superconducting diodes in circuit quantum electrodynamics
- Title（参考訳）: 超伝導ダイオードを用いた回路量子力学における非相互量子情報処理
- Authors: Nicolas Dirnegger, Prineha Narang, Arpit Arora,
- Abstract要約: 超伝導ダイオード(SDs)は、回路量子力学におけるコヒーレントな非相互素子である。
フラックスバイアスは非線形ダイオード応答と協調して作用し、透過スペクトルの方向依存共振シフトを誘導する。
我々の研究は、全対全連結マイクロ波量子ネットワークにおける高忠実な信号ルーティングと絡み合いの発生を可能にする。
- 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: Introducing new components and functionalities into quantum devices is critical in advancing state-of-the-art hardware. Here, we propose superconducting diodes (SDs) as a coherent nonreciprocal element in circuit quantum electrodynamics (cQED) architectures. In particular, we use an asymmetric SQUID as an SD controlled with a flux bias. We spectroscopically characterize SD and show that flux bias acts cooperatively with the nonlinear diode response to induce direction-dependent resonance shifts in the transmission spectrum. We use the SD as an elementary component to realize coherent nonreciprocal qubit-qubit coupling. With a minimal two qubit system, we demonstrate a nonreciprocal half-iSWAP gate with tunable Bell-state generation, thereby showcasing the potential of intrinsic nonreciprocity as a tool in coherent control in quantum technologies. Our work enables high-fidelity signal routing and entanglement generation in all-to-all connected microwave quantum networks, where nonreciprocity is embedded at the device level.
- Abstract（参考訳）: 量子デバイスに新しいコンポーネントと機能を導入することは、最先端のハードウェアを進める上で重要である。
本稿では、回路量子力学(cQED)アーキテクチャにおけるコヒーレントな非相反要素として超伝導ダイオード(SD)を提案する。
特に、フラックスバイアスで制御されたSDとして非対称SQUIDを用いる。
我々は、SDを分光学的に特徴付け、フラックスバイアスが非線形ダイオード応答と協調して作用し、透過スペクトルの方向依存共振シフトを誘導することを示す。
我々はSDを基本成分として、コヒーレントな非相互量子ビット結合を実現する。
最小2量子ビット系を用いて、可変ベル状態発生を持つ非相反半iSWAPゲートを実証し、量子技術のコヒーレント制御のツールとして固有の非相反性の可能性を示す。
我々の研究は、デバイスレベルで非相互性が埋め込まれた全対全連結マイクロ波量子ネットワークにおいて、高忠実な信号ルーティングと絡み合いの発生を可能にする。
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