論文の概要: Scalable Optical Links for Controlling Bosonic Quantum Processors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.10706v1
- Date: Thu, 11 Dec 2025 14:43:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-12 16:15:42.426087
- Title: Scalable Optical Links for Controlling Bosonic Quantum Processors
- Title（参考訳）: ボゾン量子プロセッサ制御のためのスケーラブル光リンク
- Authors: Chuanlong Ma, Jia-Qi Wang, Linze Li, Jiajun Chen, Xiaoxuan Pan, Zheng-Hui Tian, Zheng-Xu Zhu, Jia-Hua Zou, Dingran Gu, Luyu Wang, Qiushi Chen, Weiting Wang, Xin-Biao Xu, Chang-Ling Zou, Baile Chen, Luyan Sun,
- Abstract要約: 我々は,超音速量子プロセッサの光制御を実証し,トランスモン量子ビットとストレージキャビティのジョイントヒルベルト空間上での普遍的な演算を実現する。
伝送距離15kmのボソニックモードの遠隔制御が達成され、忠実度は95%を超えた。
高次元量子制御、マルチチャネル演算、長距離伝送の組み合わせは超伝導量子コンピュータのスケーリングにおける重要な要件に対処する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.328736634876018
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Superconducting quantum computing has the potential to revolutionize computational capabilities. However, scaling up large quantum processors is limited by the cumbersome and heat-conductive electronic cables that connect room-temperature control electronics to quantum processors, leading to significant signal attenuation. Optical fibers provide a promising solution, but their use has been restricted to controlling simple two-level quantum systems over short distances. Here, we demonstrate optical control of a bosonic quantum processor, achieving universal operations on the joint Hilbert space of a transmon qubit and a storage cavity. Using an array of cryogenic fiber-integrated uni-traveling-carrier photodiodes, we prepare Fock states containing up to ten photons. Additionally, remote control of bosonic modes over a transmission distance of 15 km has been achieved, with fidelities exceeding 95%. The combination of high-dimensional quantum control, multi-channel operation, and long-distance transmission addresses the key requirements for scaling superconducting quantum computers and enables architectures for distributed quantum data centers.
- Abstract（参考訳）: 超伝導量子コンピューティングは、計算能力に革命をもたらす可能性がある。
しかし、大規模な量子プロセッサのスケールアップは、室温制御エレクトロニクスと量子プロセッサを接続する煩雑で熱伝導性の電子ケーブルによって制限され、信号の減衰に繋がる。
光ファイバーは有望な解を提供するが、その用途は短い距離で単純な2レベル量子系を制御することに限定されている。
本稿では,超音速量子プロセッサの光制御を実演し,トランスモン量子ビットとストレージキャビティのジョイントヒルベルト空間上での普遍的な演算を実現する。
極低温繊維を集積したユニトラベリングキャリアフォトダイオードを用いて、最大10個の光子を含むフォック状態を作成する。
さらに、送信距離15kmのボソニックモードの遠隔制御が達成され、忠実度は95%を超えた。
高次元量子制御、マルチチャネル演算、長距離伝送の組み合わせは超伝導量子コンピュータのスケーリングの鍵となる要件に対処し、分散量子データセンターのアーキテクチャを実現する。
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