論文の概要: A two-dimensional piezo-optomechanical transducer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.26161v1
- Date: Tue, 28 Jul 2026 18:13:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-30 21:06:25.447613
- Title: A two-dimensional piezo-optomechanical transducer
- Title（参考訳）: 二次元圧電オプトメカニカルトランスデューサ
- Abstract要約: ピエゾ-オプトメカニカルトランスデューサは、スケーラブルなマイクロ波-光量子インターフェースの候補の一つである。
熱アンカーを改良した2次元オプトメカニカル結晶を作製した。
この結果は, 遠隔超伝導量子ビットを絡み合わせるための高効率・低ノイズトランスデューサに向けた重要な一歩である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.711995071848583
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Optical quantum networks provide a natural route for connecting distant superconducting quantum processors, enabling distributed quantum computation, sensing, and communication. Piezo-optomechanical transducers are among the leading candidates for scalable microwave-to-optical quantum interfaces. However, prior one-dimensional piezo-optomechanical transducers remain limited by optical-absorption-induced heating and the resulting thermal noise. Two-dimensional optomechanical crystals offer substantially improved thermalization from better thermal anchoring, but their structural complexity has so far hindered the realization of a fully integrated two-dimensional transducer. Here, we overcome this challenge with a new design strategy based on band structure engineering. We fabricate the devices and experimentally characterize the response, measuring an electromechanical damping rate of 4.6 kHz at room temperature and electromechanical coupling rate of 0.17 MHz by wire-bonding to a multi-mode microwave resonator at 10 mK. Bidirectional transduction is performed with a calibrated internal efficiency of 0.85\% in the continuous-wave operation, alongside pulsed photon-phonon pair generation near its quantum ground state. Our results represent a significant step toward high-efficiency and low-noise transducers for entangling remote superconducting qubits.
- Abstract（参考訳）: 光量子ネットワークは、遠隔の超伝導量子プロセッサを接続し、分散量子計算、センシング、通信を可能にする自然な経路を提供する。
ピエゾ-オプトメカニカルトランスデューサは、スケーラブルなマイクロ波-光量子インターフェースの候補の一つである。
しかし、従来の1次元ピエゾ-オプトメカニカルトランスデューサは、光吸収誘起加熱と熱雑音によって制限されている。
2次元の光学結晶は、より優れた熱アンカーによる熱化を著しく改善するが、その構造的複雑さは、完全に統合された2次元トランスデューサの実現を妨げている。
ここでは、バンド構造工学に基づく新しい設計戦略により、この課題を克服する。
10mKのマルチモードマイクロ波共振器にワイヤボンディングすることで、室温4.6kHzの電気機械減衰率と0.17MHzの電気機械結合速度を計測し、その特性を実験的に評価した。
量子基底状態付近でパルス光子-フォノン対生成とともに、連続波動作における校正内部効率 0.85 % で双方向トランスダクションを行う。
この結果は, 遠隔超伝導量子ビットを絡み合わせるための高効率・低ノイズトランスデューサに向けた重要な一歩である。
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