面向超导量子比特的阻尼感知纠缠生成协议：基于阻抗匹配 FBAR 换能器
量子物理
2025-09-15 v3 介观与纳米尺度物理
摘要
将超导量子处理器连接到光通信波长的量子网络至关重要，以实现分布式量子计算、安全通信等应用。光学中介的纠缠诱导协议可在次优组件（包括亚仍作rate微波-光量子换能器）下实现。这些协议的可行性和性能高度依赖所使用的换能器属性：换能效率、谐振寿命以及换能器的添加噪声直接影响可实现的纠缠生成速率和纠缠生成协议的保真度。本文采用扩展的 Butterworth-van Dyke (BVD) 模型，以优化薄膜 Bulk Acoustic Resonator (FBAR) 压电光声换能器的换能效率和添加噪声。我们利用该模型的输出计算各种运行条件下单光子和双光子纠缠诱导协议的保真度。对于设计为最小化添加噪声或最大化换能效率的阻抗匹配电路，理论上我们估计可在中等泵浦功率下实现大于160 kHz的纠缠生成速率，保真度可达>90%。这首次运用 BVD 等效电路模型同时优化 FBAR 换能器性能并直接指导纠缠生成协议的设计和实现。这些结果可用于在真实实验参数下实现超导量子比特的量子网络。
引用
@article{arxiv.2504.07253,
title = {Noise-Aware Entanglement Generation Protocols for Superconducting Qubits with Impedance-Matched FBAR Transducers},
author = {Erin Sheridan and Michael Senatore and Samuel Schwab and Eric Aspling and Taylor Wagner and James Schneeloch and Stephen McCoy and Daniel Campbell and David Hucul and Zachary Smith and Matthew LaHaye},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.07253},
year = {2025}
}
备注
Updated with provisionally accepted version to appear in IOP Quantum Science & Technology