論文の概要: Microwave-to-Optical Quantum Transduction via Defect-Mediated Scattering in Diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.15988v1
• Date: Fri, 15 May 2026 14:20:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-18 21:22:26.313688
• Title: Microwave-to-Optical Quantum Transduction via Defect-Mediated Scattering in Diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンドにおける欠陥媒介散乱によるマイクロ波-光量子変換
• Authors: Kyosuke Goto, Hodaka Kurokawa, Hideo Kosaka, Kazuki Koshino,
• Abstract要約: ダイヤモンド光共振器に埋め込まれた単一色中心からの二重共振散乱に基づくマイクロ波-光量子トランスデューサを提案する。 色中心と光キャビティの強い結合により,10pWの超低出力でコヒーレント変換が可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Scaling up superconducting quantum processors remains a central challenge for realizing fault-tolerant quantum computation. Although distributed architectures based on optical photons offer a promising route to scalability, they require an efficient microwave-to-optical quantum transducer that operates at cryogenic temperatures. Existing approaches typically rely on strong optical pumping, which induces undesirable heating and degrades single-photon coherence. Here, we propose a microwave-to-optical quantum transducer based on double-resonant scattering from a single color center embedded in a diamond optomechanical resonator. We show that strong coupling between the color center and the optical cavity enables coherent conversion at extremely low pump powers on the order of 10 pW. The proposed device enables remote entanglement generation on the order of 1 kHz with a fidelity exceeding 0.9, demonstrating a viable pathway toward ultra-low-power, high-efficiency quantum transducers based on individual solid-state defects for future distributed superconducting quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 超伝導量子プロセッサのスケールアップは、フォールトトレラント量子計算を実現する上で重要な課題である。 光光子に基づく分散アーキテクチャはスケーラビリティに有望な経路を提供するが、低温で動作する効率的なマイクロ波-光量子トランスデューサが必要である。 既存のアプローチは通常、強い光ポンピングに依存しており、望ましくない加熱を誘発し、単一光子のコヒーレンスを低下させる。 本稿では,ダイヤモンド光共振器に埋め込まれた単一色中心からの二重共振散乱に基づくマイクロ波-光量子トランスデューサを提案する。 色中心と光キャビティの強い結合により,10pWの超低出力でコヒーレント変換が可能であることを示す。 提案装置は1kHzの周波数で0.9以上の忠実度で遠隔の絡み合いを発生可能とし、将来の分散超伝導量子ネットワークのための個々の固体欠陥に基づく超低消費電力で高効率な量子トランスデューサへの実行可能な経路を示す。

関連論文リスト

• Integrated polarization-entangled photon source for wavelength-multiplexed quantum networks [49.82426139329382]
  薄膜ニオブ酸リチウム(TFLN)上における簡易だが高効率なオンチップ偏光共役光子対光源について述べる。 本装置では, 単一ナノフォトニック導波路におけるタイプ0とタイプIの自発的パラメトリックダウンコンバージョンを逐次サポートする2つの準位相マッチング(D-QPM)を用いる。 最大50kmの大都市ファイバリンク上に展開する4ユーザ量子ネットワークにおいて,波長多重絡み合い分布を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-27T18:30:01Z)
• Piezomechanical scattering loss in electro-optics quantum transducers [9.441595698422129]
  我々は、フォノン放射によるマイクロ波光子の基板への損失をハイブリッド量子デバイスにおける普遍的な散逸機構として、圧電体散乱を同定する。 マイクロ波・光共振器の構成によらず,コヒーレントトランスダクション結合の最適化は必然的に消散を増大させるという基本的なトレードオフを明らかにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-24T07:13:29Z)
• Electro-mechanically tunable, waveguide-coupled photonic-crystal cavities with embedded quantum dots [0.0]
  量子ドットを埋め込んだ1次元フォトニック結晶キャビティをベースとした完全チューニング可能なシステムを提案する。 キャビティモード波長を調整するためにマイクロエレクトロメカニカルカンチレバーが使用される。 量子ドットはキャビティモードと共振するように調整され、エミッションレートが向上する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-12T15:37:02Z)
• Robust Microwave-Optical Photon Conversion Using Cavity Modes Strongly Hybridized with a Color Center Ensemble [0.0]
  スピン持ち色中心のアンサンブルを用いた双方向マイクロ波光変換器を提案する。 より強力な非線形性を見出すことができ、必要な協調性を得ることができる。 その結果,マイクロ波光コンバータを用いた量子ネットワークへの新たな経路が開かれた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-02-24T02:11:36Z)
• All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [66.27103948750306]
  シリコン中の電子雪崩による全光変調を実証する。 我々のアプローチは、ギガヘルツ速度と、さらに高速な光スイッチングの可能性を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-18T20:14:15Z)
• Quantum-limited millimeter wave to optical transduction [50.663540427505616]
  量子情報の長距離伝送は、分散量子情報プロセッサの中心的な要素である。 トランスダクションへの現在のアプローチでは、電気ドメインと光ドメインの固体リンクが採用されている。 我々は、850ドルRbの低温原子をトランスデューサとして用いたミリ波光子の光子への量子制限変換を実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-20T18:04:26Z)
• High-efficiency microwave-optical quantum transduction based on a cavity electro-optic superconducting system with long coherence time [52.77024349608834]
  マイクロ波と光子の間の周波数変換は、超伝導量子プロセッサ間のリンクを作るための鍵となる技術である。 本稿では, 長コヒーレンス時間超伝導電波周波数(SRF)キャビティに基づくマイクロ波光プラットフォームを提案する。 2つのリモート量子システム間の密接な絡み合い発生の忠実さは、低マイクロ波損失により向上することを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-30T17:57:37Z)
• Slowing down light in a qubit metamaterial [98.00295925462214]
  マイクロ波領域の超伝導回路は 未だにそのような装置を欠いている 共振導波路に結合した8量子ビットからなる超伝導メタマテリアルにおいて、電磁波の減速を実証した。 本研究は, 超伝導回路の高柔軟性を実証し, カスタムバンド構造を実現することを目的とした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-14T20:55:10Z)
• Quantum coherent microwave-optical transduction using high overtone bulk acoustic resonances [6.467198007912785]
  マイクロ波場の単一量子を光学領域に変換する装置は、卓越した試みである。 本稿では,量子コヒーレントな双方向トランスダクションの要件を満たす新しいトランスダクション方式を提案する。 提案手法は,マイクロ波と光光子を共ヒーレントに結合させるため,中間的なメカニカルモード,ハイオーバートンバルク音響共鳴(HBAR)を利用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-28T11:45:37Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。