行进微波光子的量子非破坏探测
量子物理
2018-07-04 v1
摘要
光子探测器是在量子极限下测量电磁波的基本工具，在通信、传感和计算等新兴量子技术中需求巨大。尤其令人关注的是量子非破坏（QND）型探测器，它将光子模式的量子态投影到光子数基上而不影响其时间或空间特性。这与传统光子探测器形成鲜明对比，后者吸收光子以触发“点击”从而不可避免地摧毁光子。长期以来寻求的飞行光子QND探测最近已在光学域利用腔中单原子实现。然而，尽管基于超导电路的微波量子光学近期取得进展，微波的对应方案仍难以实现。在此，我们实现超导量子比特与由含该量子比特的腔反射的传播微波脉冲模式之间的确定性纠缠门。利用纠缠与高保真度量子比特读出，我们展示了单光子的QND探测，其量子效率为0.84，光子存活概率为0.87，暗计数概率为0.0147。我们的方案可作为连接远距离量子比特模块的量子网络的构建模块，也可作为多光子信号的微波光子计数装置。
引用
@article{arxiv.1711.05479,
title = {Quantum non-demolition detection of an itinerant microwave photon},
author = {S. Kono and K. Koshino and Y. Tabuchi and A. Noguchi and Y. Nakamura},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.05479},
year = {2018}
}
备注
16 pages, 12 figures, 1 table