論文の概要: High-Fidelity Quantum State Transfer in Multimode Resonators via Tunable Pulses

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.25264v1
• Date: Thu, 26 Mar 2026 10:02:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-27 20:52:48.23354
• Title: High-Fidelity Quantum State Transfer in Multimode Resonators via Tunable Pulses
• Title（参考訳）: 可変パルスによる多モード共振器の高忠実量子状態伝達
• Authors: Yuanning Chen, Xinxin Yang, Simon Gröblacher,
• Abstract要約: 分散量子情報処理には、遠隔ノード間の状態転送が不可欠である。 既存のプロトコルは典型的には、単一モード極限における断熱的な暗黒状態移動やマルチモード状態におけるピッチ・アンド・キャッシュスキームなど、特定の結合状態に最適化されている。 ここでは、この単一モードからマルチモードのクロスオーバーを多モードの量子チャネルで超える高忠実な量子状態転送を可能にする最小2パラメータ制御フレームワークを同定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9499120576896232
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum state transfer between distant nodes is essential for distributed quantum information processing. Existing protocols are typically optimized for specific coupling regimes, such as adiabatic dark-state transfer in the single-mode limit and pitch-and-catch schemes in the multimode regime, leaving the crossover between them without a simple and unified control strategy. Here we identify a minimal two-parameter control framework that enables high-fidelity quantum state transfer across this single-mode-to-multimode crossover in a multimode quantum channel. Using a pulse-shaped pitch-and-catch protocol controlled only by the pulse ramp rate and the emission-absorption delay, we achieve transfer fidelities exceeding 99.9%, extending pitch-and-catch protocols toward the single-mode limit without requiring dark-state protection or complex pulse design. We further demonstrate robustness against dissipation, disorder, detuning, and imperfect initialization under experimentally realistic conditions. These results provide a simple and broadly applicable framework for state transfer in multimode quantum channels, with relevance to circuit-QED and hybrid quantum-acoustic systems.
• Abstract（参考訳）: 分散量子情報処理には、遠隔ノード間の量子状態伝達が不可欠である。 既存のプロトコルは、単一モード極限における断熱的なダークステート転送やマルチモードのピッチ・アンド・キャッシュスキームのような特定の結合状態に最適化されており、それらの相互の交差は単純で統一的な制御戦略を伴わないままである。 ここでは、この単一モードからマルチモードのクロスオーバーを多モードの量子チャネルで超える高忠実な量子状態転送を可能にする最小2パラメータ制御フレームワークを同定する。 パルスランプレートとエミッション吸収遅延のみによって制御されるパルス形状のピッチ・アンド・キャッチプロトコルを用いて、極暗保護や複雑なパルス設計を必要とせず、単一モードの限界に向けてピッチ・アンド・キャッチプロトコルを延長する、99.9%以上の転送特性を実現する。 さらに, 現実的条件下での散逸, 障害, 変形, 不完全初期化に対する堅牢性を示す。 これらの結果は、回路QEDおよびハイブリッド量子音響システムに関連し、マルチモード量子チャネルにおける状態伝達のためのシンプルで広く適用可能なフレームワークを提供する。

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