连接两个稀释制冷器中超导电路的千米级光子链路
量子物理
2025-08-05 v1 应用物理
光学
摘要
超导量子处理器是实现实际量子计算算法的领导性平台。尽管已展示出拥有数百量子比特的超导量子处理器，但其进一步规模化受制于稀释制冷器的物理尺寸和制冷功率。通过构建量子网络将位于不同制冷器中量子比特互相连接，可克服这一限制，这需要微波到光学的换能器以实现长距离低损耗信号传输。尽管各种设计和演示已实现高效率和低添加噪声的换能器，但尚未实现两个独立制冷器之间的相干光子链路。本工作在两个位于独立稀释制冷器中的超导电路之间实现了相干信号传递，采用通过 1 公里电信光纤连接的两个匹配频率的铝氮化物电光换能器。节点处的换能器实现 >0.1% 的效率，相对于商业电光调制器可实现约 80 dB 的换能效率提升，为构建由光子链路互连的完全量子-enabled 网络铺平了道路。本工作为面向可扩展超导量子网络的关键设计准则提供了实证依据。
引用
@article{arxiv.2508.02444,
title = {A kilometer photonic link connecting superconducting circuits in two dilution refrigerators},
author = {Yiyu Zhou and Yufeng Wu and Chunzhen Li and Mohan Shen and Likai Yang and Jiacheng Xie and Hong X. Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.02444},
year = {2025}
}