超低模体积压电光机械量子换能器的设计
量子物理
2023-06-28 v3
摘要
将量子态从微波域相干转换到光域可在量子网络与分布式量子计算中起到关键作用。我们提出了一种在硅上混合铌酸锂平台上形成的压电光机械器件的设计，适用于微波到光子的量子转换。我们的设计基于超低模体积压电声学腔与光机械晶体腔的声学杂化。铌酸锂的强压电特性使我们能够通过一种仅与铌酸锂极弱相互作用、且主要呈硅特性的声学模式来介导转换，该模式具有极低的电损耗与声损耗。我们估计，当该换能器与超导transmon量子比特谐振耦合并以10 kHz重复频率在脉冲模式下工作时，可实现高达35%的本征转换效率，且附加噪声量子数小于0.5。此类混合铌酸锂-硅换能器所获得的性能提升，使其适用于由光纤链路连接的超导量子处理器之间量子比特的预报纠缠。
引用
@article{arxiv.2303.03664,
title = {Design of an ultra-low mode volume piezo-optomechanical quantum transducer},
author = {Piero Chiappina and Jash Banker and Srujan Meesala and David Lake and Steven Wood and Oskar Painter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.03664},
year = {2023}
}