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Superconductor01:24

Superconductor

1.2K
A substance that reaches superconductivity, a state in which magnetic fields cannot penetrate, and there is no electrical resistance, is referred to as a superconductor. In 1911, Heike Kamerlingh Onnes of Leiden University, a Dutch physicist, observed a relation between the temperature and the resistance of the element mercury. The mercury sample was then cooled in liquid helium to study the linear dependence of resistance on temperature. It was observed that, as the temperature decreased, the...
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Lectura de qubits superconductores a través de la transducción electro-óptica de baja acción

R D Delaney1,2, M D Urmey3,4, S Mittal3,4

  • 1JILA, National Institute of Standards and Technology and the University of Colorado, Boulder, CO, USA. robert.delaney@colorado.edu.

Nature
|June 15, 2022
PubMed
Resumen

Los investigadores demuestran un transductor de baja retroacción para leer los qubits transmon superconductores utilizando luz óptica. Este avance hace avanzar la comunicación cuántica y la computación cuántica distribuida al minimizar la interferencia con los estados cuánticos sensibles.

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Área de la Ciencia:

  • La computación cuántica
  • La comunicación cuántica
  • Circuitos superconductores

Sus antecedentes:

  • El entrelazamiento de procesadores cuánticos superconductores con luz óptica es clave para la comunicación segura y el procesamiento de información cuántica distribuida.
  • La transducción de señales cuánticas entre frecuencias de microondas y ópticas es un desafío significativo.
  • La interfaz de los qubits superconductores (temperaturas de millikelvin) con los transductores electro-ópticos es difícil debido a la interferencia óptica de fotones.

Objetivo del estudio:

  • Para demostrar un transductor electro-optomécnico de baja acción para la lectura de qubits transmon superconductores.
  • Para superar los desafíos en la interfaz de qubits superconductores con transductores ópticos.
  • Para permitir la transducción de señales no clásicas de los qubits superconductores al dominio óptico.

Principales métodos:

  • Utilizó un transductor electromecánico modular.
  • Sistema de electrodinámica cuántica de circuito empleado (cQED).
  • Hemos logrado aislar los qubits de los fotones ópticos.

Principales resultados:

  • Se ha demostrado la lectura de qubits a través de un transductor de baja retroacción.
  • Se logró el aislamiento completo del qubit de los fotones ópticos.
  • La retroacción del transductor en el qubit es menor que la radiación térmica ambiental.

Conclusiones:

  • El transductor desarrollado minimiza la retroacción en los qubits superconductores.
  • El diseño modular permite el aislamiento de qubits, crucial para el procesamiento de información cuántica.
  • Las futuras mejoras en el ancho de banda y el ruido del transductor facilitarán la transducción óptica de señales cuánticas no clásicas.