論文の概要: A superconducting qutrit link beyond the qubit limit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.29475v1
- Date: Sun, 28 Jun 2026 16:05:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-30 18:07:15.93653
- Title: A superconducting qutrit link beyond the qubit limit
- Title（参考訳）: 量子ビット限界を超えた超伝導クエットリンク
- Abstract要約: 超伝導マイクロ波リンクは、決定論的状態伝達と量子ビット間のリモート絡み合いを可能にしている。
ここではマイクロ波チャネルで接続された2つの独立したパッケージノード間の超伝導クエットリンクを示す。
我々は,任意のクエット状態の移動をトモグラフィ的に特徴付け,平均移動状態の忠実度83.68%,クォート過程の忠実度77.12%を得る。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.96811866524404
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Superconducting microwave links have enabled deterministic state transfer and remote entanglement between qubits, but deterministic links have so far operated with an effectively two-dimensional transmitted Hilbert space. Here we demonstrate a superconducting qutrit link between two independently packaged nodes connected by a microwave channel. Each node combines a transmon qutrit, a transmission resonator, and a tunable Purcell-filter interface, allowing the two remote microwave-photon interfaces to be matched in both frequency and bandwidth. We implement two transition-selective photon-mediated operations that transfer the $|e\rangle$ and $|f\rangle$ qutrit components in distinct temporal modes of the same channel. We tomographically characterize arbitrary qutrit-state transfer, obtaining a mean transferred-state fidelity of 83.68% and a qutrit process fidelity of 77.12%, exceeding both the classical qutrit-transfer benchmark and the best possible average fidelity of an effective qubit channel used to transmit an arbitrary qutrit. Using partial-transfer operations, we reconstruct a remote two-qutrit state with negativity 0.730, a tomography-inferred dense-coding capacity of 2.273 bits, and a tomography-inferred Collins-Gisin-Linden-Massar-Popescu (CGLMP) parameter $I_3=2.332$, all beyond the corresponding qubit or local bounds. These results demonstrate a superconducting microwave link that uses the native three-level structure of transmons as a genuine high-dimensional communication resource.
- Abstract（参考訳）: 超伝導マイクロ波リンクは、量子ビット間の決定論的状態移動とリモート絡み合いを可能にするが、決定論的リンクは、事実上2次元のヒルベルト空間で運営されている。
ここではマイクロ波チャネルで接続された2つの独立したパッケージノード間の超伝導クエットリンクを示す。
各ノードはトランスモンクエット、送信共振器、調整可能なPurcell-filterインターフェースを組み合わせて、2つのリモートマイクロ波-光子インターフェースを周波数と帯域幅の両方で一致させることができる。
我々は、同じチャネルの異なる時間モードで、$|e\rangle$と$|f\rangle$ qutritコンポーネントを転送する2つの遷移選択的光子媒介演算を実装した。
任意の量子ビットを伝送するのに使用される有効な量子ビットチャネルの最大平均忠実度と古典的量子ビット転送ベンチマークを上回り、平均遷移状態忠実度83.68%、クォートプロセス忠実度77.12%をトモグラフィで特徴付ける。
部分移動演算を用いて, ニガティビティ0.730, トモグラフィで推論された密度符号化容量2.273ビット, トモグラフィで推論されたコリンズ-ギシン-リンデン-マッサー-ペスキュー(CGLMP)パラメータ$I_3=2.332$を, 対応する量子ビットあるいは局所境界を越えて再構成する。
これらの結果は、トランスモンの3レベル構造を真の高次元通信資源として利用する超伝導マイクロ波リンクを実証した。
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