論文の概要: A frequency-agile microwave-optical interface for superconducting qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.24098v1
• Date: Fri, 27 Feb 2026 15:38:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-02 19:48:24.491747
• Title: A frequency-agile microwave-optical interface for superconducting qubits
• Title（参考訳）: 超伝導量子ビットのための周波数-アジャイルマイクロ波-光界面
• Authors: Yufeng Wu, Yiyu Zhou, Haoqi Zhao, Danqing Wang, Matthew D. LaHaye, Daniel L. Campbell, Hong X. Tang,
• Abstract要約: 超伝導量子プロセッサはミリケルビン環境下でマイクロ波で動作する。 コヒーレントマイクロ波-光光学(M2O)は、低損失光ファイバーでマイクロ波光子と対向して超伝導量子ネットワークを実現する。 電子光学M2Oトランスデューサをマルチモードマイクロ波-マイクロ波(M2M)周波数変換器でカスケードすることで、この帯域ミスマッチを克服する周波数アライルマイクロ波-光インタフェースを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.817203480218872
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Superconducting quantum processors operate at microwave frequencies in millikelvin environments, making it challenging to interconnect distant nodes using conventional microwave wiring. Coherent microwave-to-optical (M2O) transduction enables superconducting quantum networks by interfacing itinerant microwave photons with low-loss optical fiber. However, many state-of-the-art transducers provide efficient conversion only over a narrow frequency span, complicating deployment with heterogeneous superconducting devices that are detuned by gigahertz-scale offsets. Here we demonstrate a frequency-agile microwave-optical interface that overcomes this bandwidth mismatch by cascading an electro-optic M2O transducer with a multimode microwave-to-microwave (M2M) frequency converter, with in situ tunability of the microwave resonances in both stages. Using this architecture, we realize continuous frequency coverage from 5.0 to 8.5 GHz within a single system. As an application relevant to superconducting-qubit networking, we use the cascaded M2M-M2O interface to optically read out a superconducting qubit whose readout resonator is detuned by 1.7 GHz from the native M2O microwave resonance, demonstrating a scalable route toward fiber-linked superconducting quantum nodes.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子プロセッサはミリケルビン環境のマイクロ波周波数で動作するため、従来のマイクロ波配線を用いた遠隔ノードの相互接続は困難である。 コヒーレントマイクロ波-光間(M2O)トランスダクションは、低損失光ファイバーでイテナントマイクロ波光子を対向させることにより、超伝導量子ネットワークを実現する。 しかし、多くの最先端トランスデューサは狭い周波数範囲でのみ効率的な変換を提供し、ギガヘルツスケールのオフセットによって変形される異種超伝導デバイスへの展開を複雑にしている。 本稿では、電子光学M2Oトランスデューサをマルチモードマイクロ波-マイクロ波(M2M)周波数変換器でカスケードすることにより、この帯域のミスマッチを克服する周波数アダルトマイクロ波-光インターフェースを、両ステージにマイクロ波共振器をその場で調整可能であることを示す。 このアーキテクチャを用いて、1つのシステムで5.0から8.5GHzの連続周波数範囲を実現する。 超伝導量子ビットネットワークに関連するアプリケーションとして,M2M-M2Oインタフェースを用いて,M2Oマイクロ波共鳴から1.7GHzの波長で読み出し共振器を変形させた超伝導量子ビットを光学的に読み出し,繊維結合型超伝導量子ノードへのスケーラブルな経路を示す。

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