电路中单微波光子的量子非破坏性探测
介观与纳米尺度物理
2010-11-19 v1 量子物理
摘要
对量子测量的精确控制是量子信息技术发展的关键。许多测量是破坏性的，从系统中移除的信息多于获得的信息。量子非破坏性(QND)测量允许重复测量并得到相同本征值。它们可用于多种量子信息处理任务，如纠错、通过测量进行制备以及单向量子计算。实现光子的QND测量尤其具有挑战性，因为探测器必须对光子完全透明，同时仍能获取关于它们的信息。近年来在超导电路中操控微波光子的进展增加了对工作在千兆赫兹频率范围的QND探测器的需求。在此，我们展示了一种QND探测方案，该方案测量芯片上高品质因数微波腔内的光子数。该方案通过量子比特-光子逻辑门，将光子数一次性映射到量子比特态上。我们通过分析重复测量的平均相关性来验证器件的运行，并表明其QND保真度为90%。它与先前报道的探测器不同之处在于，其灵敏度对选定的光子数态具有强选择性。该方案可用于监测量子计算机中基于光子的存储器的状态。
引用
@article{arxiv.1003.2734,
title = {Quantum Non-demolition Detection of Single Microwave Photons in a Circuit},
author = {B. R. Johnson and M. D. Reed and A. A. Houck and D. I. Schuster and Lev S. Bishop and E. Ginossar and J. M. Gambetta and L. DiCarlo and L. Frunzio and S. M. Girvin and R. J. Schoelkopf},
journal= {arXiv preprint arXiv:1003.2734},
year = {2010}
}
备注
5 pages, 4 figures, includes supplementary material