基于宇称保护转换器的保真度参数化分束
量子物理
2023-10-02 v2
摘要
微波谐振腔之间的快速、高保真操作是基于超导电路的玻色子量子计算与模拟的重要工具。实现这些操作的一种引人注目的方法是通过非线性转换器耦合这些谐振腔，并利用射频驱动激发参数化过程。使这些过程同时快速且高保真可能具有挑战性，因为这需要引入强驱动而不激活寄生过程或引入额外退相干通道。我们表明，除仔细管理驱动频率与环境噪声谱外，利用转换器哈密顿量的内禀对称性可抑制不必要的非线性相互作用，防止转换器诱导的退相干。我们使用差分驱动的 DC-SQUID 作为转换器耦合两个高 Q 微波腔来验证这些原理。利用该架构，我们设计了高相干分束器及腔间快速（~100 ns）交换，其主要受限于腔的本征单光子损耗。我们在腔的联合单光子子空间中表征了该分束器，并表明可探测与后选择光子丢失事件以实现超过 99.98% 的分束门保真度，据我们所知这远超当前最先进水平。
引用
@article{arxiv.2303.00959,
title = {High-fidelity parametric beamsplitting with a parity-protected converter},
author = {Yao Lu and Aniket Maiti and John W. O. Garmon and Suhas Ganjam and Yaxing Zhang and Jahan Claes and Luigi Frunzio and S. M. Girvin and Robert J. Schoelkopf},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.00959},
year = {2023}
}
备注
Yao Lu and Aniket Maiti contributed equally to this work. Total 37 pages (Main 8 pages, Methods 6 pages, Supplement 18 pages). Total 16 figures (Main 3 figures, Methods 4 figures, Supplement 9 figures)