論文の概要: Electro-optic conversion of itinerant Fock states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.00928v1
• Date: Sat, 31 Jan 2026 22:57:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-03 19:28:33.470117
• Title: Electro-optic conversion of itinerant Fock states
• Title（参考訳）: イテナントフォック状態の電気光学変換
• Authors: Thomas Werner, Erfan Riyazi, Samarth Hawaldar, Rishabh Sahu, Georg Arnold, Paul Falthansl-Scheinecker, Jennifer A. Sánchez Naranjo, Dante Loi, Lucky N. Kapoor, Martin Zemlicka, Liu Qiu, Andrei Militaru, Johannes M. Fink,
• Abstract要約: 超伝導量子ビットは、ユーティリティスケール量子コンピューティングの主要な候補である。 超伝導量子ビットから8.9GHzの波長で、単電子マイクロ波光子のオンデマンド発生とトモグラフィー再構成を実証した。 スループットとノイズのトレードオフを特徴とし,有意な絡み合い分布とゲートテレポーテーションを実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3871995016053977
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Superconducting qubits are a leading candidate for utility-scale quantum computing due to their fast gate speeds and steadily decreasing error rates. The requirement for millikelvin operating temperatures, however, creates a significant scaling bottleneck. Modular architectures using optical fiber links could bridge separate cryogenic nodes, but superconducting circuits do not have coherent optical transitions and microwave-to-optical conversion has not been shown for any non-classical photon state. In this work, we demonstrate the on-demand generation and tomographic reconstruction of itinerant single microwave photons at 8.9 GHz from a superconducting qubit. We upconvert this non-Gaussian state with a transducer added noise below 0.012 quanta and count the converted telecom photons at 193.4 THz with a signal-to-noise ratio of up to 5.1$\pm$1.1. We characterize the trade-offs between throughput and noise, and establish a viable path toward heralded entanglement distribution and gate teleportation. Looking ahead, these results empower existing superconducting devices to take a key role in distributed quantum technologies and heterogeneous quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子ビットは、その高速ゲート速度と徐々にエラー率を減少させるため、ユーティリティスケールの量子コンピューティングの主要な候補である。 しかし、ミリケルビンの運転温度の要求は、スケーリングのボトルネックを著しく引き起こす。 光ファイバーリンクを用いたモジュラーアーキテクチャは、別々の極低温ノードをブリッジすることができるが、超伝導回路はコヒーレントな光遷移を持たず、非古典的な光子状態ではマイクロ波-光変換が示されていない。 本研究では,超伝導量子ビットから8.9GHzのマイクロ波光子のオンデマンド発生とトモグラフィー再構成を実証する。 我々は、この非ガウス状態を0.012quanta未満の雑音を加えて上向きに変換し、変換された通信光子を193.4Hzにカウントし、信号対雑音比は最大5.1$\pm$1.1である。 スループットとノイズのトレードオフを特徴とし,有意な絡み合い分布とゲートテレポーテーションを実現する。 今後は、既存の超伝導デバイスが分散量子技術や異種量子システムにおいて重要な役割を果たすようになるだろう。

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