論文の概要: Experimental Realization of Rabi-Driven Reset for Fast Cooling of a High-Q Cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.10385v1
• Date: Thu, 15 Jan 2026 13:38:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-16 19:43:19.143476
• Title: Experimental Realization of Rabi-Driven Reset for Fast Cooling of a High-Q Cavity
• Title（参考訳）: 高Qキャビティの高速冷却のためのラビ駆動リセットの実験的実現
• Authors: Eliya Blumenthal, Natan Karaev, Shay Hacohen-Gourgy,
• Abstract要約: 高Qボソニックメモリはハードウェア効率の量子誤り訂正の中心である。 既存のアプローチでは、弱い終端クロスカー変換か、かなりのレイテンシを持つ測定ベースのシーケンスに依存している。 超伝導キャビティモードの連続・無測定冷却を実現するハードウェア効率のRabi-Driven Resetを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High-Q bosonic memories are central to hardware-efficient quantum error correction, but their isolation makes fast, high-fidelity reset a persistent bottleneck. Existing approaches either rely on weak intermode cross-Kerr conversion or on measurement-based sequences with substantial latency. Here we demonstrate a hardware-efficient Rabi-Driven Reset (RDR) that implements continuous, measurement-free cooling of a superconducting cavity mode. A strong resonant Rabi drive on a transmon, together with sideband drives on the memory and readout modes detuned by the Rabi frequency, converts the dispersive interaction into an effective Jaynes-Cummings coupling between the qubit dressed states and each mode. This realizes a tunable dissipation channel from the memory to the cold readout bath. Crucially, the engineered coupling scales with the qubit-mode dispersive interaction and the drive amplitude, rather than with the intermode cross-Kerr, enabling fast cooling even in very weakly coupled architectures that deliberately suppress direct mode-mode coupling. We demonstrate RDR of a single photon with a decay time of $1.2 μs$, more than two orders of magnitude faster than the intrinsic lifetime. Furthermore, we reset about 30 thermal photons in about $80 μs$ to a steady-state average photon number of $\bar{n} = 0.045 \pm 0.025$.
• Abstract（参考訳）: 高Qボソニックメモリはハードウェア効率の量子エラー補正の中心であるが、その分離によって高速で高忠実度リセットが永続的なボトルネックとなる。 既存のアプローチでは、弱い終端クロスカー変換か、かなりのレイテンシを持つ測定ベースのシーケンスに依存している。 本稿では,超伝導キャビティモードの連続的,無測定冷却を実現するハードウェア効率のRabi-Driven Reset (RDR) を紹介する。 トランスモン上の強い共振ラビ駆動と、メモリ上のサイドバンド駆動と、ラビ周波数で変調された読み出しモードは、分散相互作用を、キュービット・ドレス状態と各モード間の効果的なJaynes-Cummings結合に変換する。 これにより、メモリからコールドリードアウトバスへの調整可能な消散チャネルを実現する。 重要なことは、エンジニアリングされたカップリングは、クビットモードの分散相互作用と駆動振幅とでスケールし、直接モードモードのカップリングを意図的に抑制する非常に弱い結合アーキテクチャでも高速な冷却を可能にする。 内在寿命よりも2桁以上早く1.2μs=1.2μsの崩壊時間を持つ単一光子のRDRを実証する。 さらに、約30個の熱光子を約80 μs$の定常平均光子数$\bar{n} = 0.045 \pm 0.025$にリセットした。

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