通过级联量子测量实现单微波光子计数噪声抑制
量子物理
2025-03-11 v2
摘要
虽然单光子计数在光学领域常被实现，但单微波光子探测器（Single Microwave Photon Detector, SMPD）仅近期才被演示。SMPD对于探测来自不连续发射器的微弱信号至关重要，其应用范围涵盖探测单个电子自旋、暗物质候选者，以及在混合量子器件和超导量子计算方面的突破。相较于量子极限放大方案，SMPD在功率检测上可突破标准量子极限，因此进一步降低其内在噪声对于推进微波频率量子感测至关重要。 Several SMPD设计利用超导量子比特的状态来编码光子检测，并依赖非破坏性光子-量子比特相互作用。本文通过级联四波混合过程重复测量入射光子，并将检测结果编码到多个量子比特上。这种级联探测器可消除单个量子比特的内在噪声，在效率下降一半的代价下实现了约两个数量级的内在探测器噪声降低。我们报告的内在灵敏度为，运行中灵敏度为，受限于输入线中的热光子。
引用
@article{arxiv.2502.14804,
title = {Noise Mitigation in Single Microwave Photon Counting by Cascaded Quantum Measurements},
author = {Alexandre S. May and Leo Sutevski and Jeanne Solard and Gil Cardoso and Léon Carde and Louis Pallegoix and Raphael Lescanne and Denis Vion and Patrice Bertet and Emmanuel Flurin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.14804},
year = {2025}
}