我们描述了一种绝热态传输机制,该机制允许微波量子态通过光纤从一个腔到另一个腔的高保真传输。由光机换能器实现微波频率到光学频率的转换。传输过程利用机械振荡器和光纤模式的组合暗态,使其对机械损耗和光纤损耗都具有鲁棒性。我们预计该方案将成为由超导量子比特和光学互连组成的混合量子计算架构的一个支持组件。
DOI(操作界面):https://doi.org/10.1103/PhysRevA.90.0012324
©2014美国物理学会
B.D.覆层*
第90卷,第。2014年7月1日
正在建模的系统示意图。我们考虑用标签1和2表示的两个耦合腔光机系统。每个系统由两个空腔组成,其中一个空腔具有微波谐振频率(用红色表示)和空腔算符一̂米w个,j个,一个具有光学频率,用蓝色表示,以及空腔算符一̂o个,j个。腔体通过具有机械频率的普通机械振荡器进行耦合ω米和操作员b̂米,j个然后,该系统通过光纤与操作员耦合到第二个同腔光机系统(f)̂,即与每个光学腔相连。此设置允许绝热传输存储在微波腔1中的量子态,表示为|ψ〉1,通过机械振荡器、光学腔和光纤到微波腔2。绝热通道在机械模式和光纤模式中使用具有最小激发的暗态,使其对这些模式中的损耗具有鲁棒性。
相干态的状态转移保真度图|α,秒〉=|1,0〉(黑色,顶部),压缩相干态|α,秒〉=|1,0.4〉(红色,中间)和一个量子位状态α|0〉+β|1〉(蓝色,底部)。根据x轴。我们将光纤和光机损耗率设置为κ(f)/克=γ米/克=0.002,到克T型/2=25和热人口N个t吨小时=10.
相干态的状态转移保真度图|α,秒〉=|1,0〉(黑色,顶部),压缩相干态|α,秒〉=|1,0.4〉(红色,中间)和一个量子位状态α|0〉+β|1〉(蓝色,底部)。光纤和机械振荡器的损耗率按照x轴。我们将光学和微波损耗率设置为κo个/克=κ米w个/克=0.002,到克T型/2=25和热人口N个t吨小时=10.
相干态的状态转移保真度图|α,秒〉=|1,0〉(黑色,顶部),压缩相干态|α,秒〉=|1,0.4〉(红色,中间)和一个量子位状态α|0〉+β|1〉(蓝色,底部)。在这里,我们通过改变克(实线)和T型(虚线曲线)。我们将光学和微波损耗率设置为κo个/克=κ米w个/克=κ(f)/克=γ米/克=0.05对于虚线曲线和κo个T型=κ米w个T型=κ(f)T型=γ米T型=0.05用于实心曲线。热填充设置为N个t吨小时=10如图所示,仅当克T型/2≳10我们能否实现高保真度的状态转移。这是由于绝热要求所致。然而,虽然增加光机耦合率总是更好的克,无法增加T型无限期地,因为最终光子损失成为导致最佳转移时间的问题。
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