論文の概要: High-performance quantum interconnect between bosonic modules beyond transmission loss constraints

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.24926v1
• Date: Wed, 31 Dec 2025 15:33:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-01 23:27:28.692162
• Title: High-performance quantum interconnect between bosonic modules beyond transmission loss constraints
• Title（参考訳）: 伝送損失制約を超えたボソニックモジュール間の高速量子相互接続
• Authors: Hongwei Huang, Jie Zhou, Weizhou Cai, Weiting Wang, Yilong Zhou, Yunlai Zhu, Ziyue Hua, Yifang Xu, Lida Sun, Juan Song, Tang Su, Ming Li, Haifeng Yu, Chang-Ling Zou, Luyan Sun,
• Abstract要約: アルミニウム同軸ケーブルを用いた超伝導モジュール間の低損失配線を実証した。 SNAILをカプラとして使用することにより、3波混合プロセスにより0.8sのモジュラー間状態伝達を実現する。 2次元符号化された論理状態の伝送に成功して高次元状態の転送能力を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.186687258686343
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Distributed quantum computing architectures require high-performance quantum interconnects between quantum information processing units, while previous implementations have been fundamentally limited by transmission line losses. Here, we demonstrate a low-loss interconnect between two superconducting modules using an aluminum coaxial cable, achieving a bus mode quality factor of 1.7e6. By employing SNAIL as couplers, we realize inter-modular state transfer in 0.8 μs via a three-wave mixing process. The state transfer fidelity reaches 98.2% for quantum states encoded in the first two energy levels, achieving a Bell state fidelity of 92.5%. Furthermore, we show the capability to transfer high-dimensional states by successfully transmitting binomially encoded logical states. Systematic characterization reveals that performance constraints have shifted from transmission line losses (contributing merely 0.2% infidelity) to module-channel interface effects and local Kerr nonlinearities. Our work advances the realization of quantum interconnects approaching fundamental capacity limits, paving the way for scalable distributed quantum computing and efficient quantum communications.
• Abstract（参考訳）: 分散量子コンピューティングアーキテクチャは、量子情報処理ユニット間の高性能な量子相互接続を必要とするが、従来の実装は送信線損失によって基本的に制限されていた。 本稿では,アルミニウム同軸ケーブルを用いた2つの超電導モジュール間の低損失配線を実証し,バスモード品質係数 1.7e6 を達成した。 SNAILをカプラとして使用することにより、3波混合プロセスによる0.8μsのモジュラー間状態伝達を実現する。 最初の2つのエネルギー準位で符号化された量子状態に対して、状態移動忠実度は98.2%に達し、ベル状態忠実度は92.5%に達する。 さらに、二項符号化された論理状態の伝送に成功し、高次元状態の転送能力を示す。 システマティック・キャラクタリゼーションは、性能制約が伝送線路の損失(わずか0.2%の不忠実さ)からモジュール・チャネル・インタフェース効果や局所Kerr非線形性に移行したことを示している。 我々の研究は、基本的な容量制限に近づく量子相互接続の実現を進め、スケーラブルな分散量子コンピューティングと効率的な量子通信の道を開いた。

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