Lectura de qubits superconductores a través de la transducción electro-óptica de baja acción

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.