无泵微波-光学量子转换
量子物理
2025-12-05 v1
摘要
分布式量子计算涉及在微波频率下运行的超导计算节点，这些节点通过长距离传输线连接，传输线以光频传输光子。量子转换，即在微波和光学（M-O）光子之间相干转换，是此类架构的关键组件。当前方法受到光学泵浦导致的设备加热这一不可避免问题的阻碍。在这项工作中，我们提出了一种基于色心的无泵方案，用于生成时间-bin编码的 M-O 贝尔对。我们的方案首先创建自旋-光子纠缠，然后将自旋态通过强耦合的 Purcell 增强谐振腔转换为时间-bin编码的微波光子。在我们的协议中，微波检索通过使用三级 transmon 检测微波信号来预示。我们分析了该方案产生的贝尔态保真度和生成概率。我们的模拟表明，通过结合最先进的自旋-光学接口与我们提出的强耦合自旋-微波设计，无泵方案可以以超过一千赫兹的预示速率生成 M-O 贝尔对，且保真度接近单位，这使该方案成为 M-O 贝尔对的有前景的源。
引用
@article{arxiv.2512.05096,
title = {Pump Free Microwave-Optical Quantum Transduction},
author = {Fangxin Li and Jaesung Heo and Zhaoyou Wang and Andrew P. Higginbotham and Alexander A. High and Liang Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.05096},
year = {2025}
}