論文の概要: Quantum Landscape of Superconducting Diodes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.14623v1
• Date: Thu, 16 Apr 2026 05:10:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-17 21:29:31.730914
• Title: Quantum Landscape of Superconducting Diodes
• Title（参考訳）: 超伝導ダイオードの量子ランドスケープ
• Authors: Muhammad Nadeem, Xiaolin Wang,
• Abstract要約: 本研究では、超伝導ダイオード(SD)の量子ランドスケープを量子技術アーキテクチャにマッピングする。 主な焦点は、内蔵された非線形性、非相互性、およびSDの量子機能がオンチップ集積回路量子電磁力学において重要であることを明らかにすることである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.6329067466214724
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This study maps the quantum landscape of superconducting diodes (SDs) \cite{nadeem23} onto the quantum technology architecture, which is currently constrained by fundamental challenges in control and scalability. In the existing non-integrated quantum technology hardware, control and scalability related issues emerge at two fronts: First, nonlinear and nonreciprocal circuit elements, which are essential building blocks for quantum processors, are often complex, bulky, and dissipative. Second, the temperature gradient between classical control electronics ($T_C\gtrsim$ K), which is also dissipative, and the quantum processor at cryogenic temperatures ($T_Q\sim$ mK) makes scalability even more challenging. The main focus is to reveal how the built-in nonlinearity, nonreciprocity, and quantum functionalities of SDs are significant for on-chip integrated circuit quantum electrodynamics (c-QED), enabling scalable integration of noise-resilient qubit and qubit-interfaces for efficient power delivery, coherent control and memory, high-fidelity readout, and quantum-limited amplification. To this end, this study will also shed light on how thermodynamic constraints and field effects can be harnessed within a quantum-enhanced SD platform, thereby enabling thermal compatibility between classical and quantum workflows, isothermal all-electrical control, and on-chip scalability. This perspective is expected to play a pivotal role in the advancement of superconducting circuit-based quantum hardware with temperature-matched classical, quantum, and hybrid workflows.
• Abstract（参考訳）: 本研究では、超伝導ダイオード(SD)の量子ランドスケープを量子技術アーキテクチャにマッピングする。 既存の非統合量子技術ハードウェアでは、制御とスケーラビリティに関する問題が2つの面で浮かび上がっている。 第二に、古典的な制御エレクトロニクス(T_C\gtrsim$K)と低温の量子プロセッサ(T_Q\sim$mK)の間の温度勾配は、スケーラビリティをさらに困難にする。 主な焦点は、内蔵された非線形性、非相互性、およびSDの量子機能性がオンチップ集積回路量子力学(c-QED)においていかに重要であるかを明らかにすることである。 これにより、古典的および量子的ワークフロー間の熱的互換性、等温的全電制御、およびオンチップスケーラビリティが実現される。 この視点は、温度調整された古典的、量子的、ハイブリッドなワークフローを持つ超伝導回路ベースの量子ハードウェアの発展に重要な役割を果たすことが期待されている。

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