ニュートラル原子を用いた光学伝導への量子可能ミリ波
Aishwarya Kumar1,2, Aziza Suleymanzade3, Mark Stone3
1The Department of Physics, The James Franck Institute and The Pritzker School of Molecular Engineering, The University of Chicago, Chicago, IL, USA. ashk.phy@gmail.com.
Nature
|March 23, 2023
まとめ
この研究は 冷たいライドバーグ原子を 超伝導体と光学空洞と統合して ハイブリッド量子システムを作り出します このプラットフォームは,ミリ波と光学フォトンの間の効率的な量子変換を実証し,量子ネットワークとシミュレーションを進めている.
科学分野:
- 量子科学と技術
- 原子物理学
- 超伝導回路
背景:
- 空洞と回路の量子電動学は,超伝導共鳴器におけるライドバーグ原子の実験から生じた.
- 超冷たい原子と超伝導回路は 独立して進化しており 統合量子システムの探索を制限しています
- これらのシステムを組み合わせることで 新しい物理とデバイスの機能に アクセスできます
研究 の 目的:
- 冷たいライドバーグ原子を 超伝導共振器と光学腔に結合する 統合システムを開発する
- 量子力学による光子伝導の プラットフォームの能力を実証する
- 量子ネットワーク,シミュレーション,計算における応用を探求する.
主な方法:
- 冷たい85Rb原子を光学的にアクセス可能な3D超伝導共振器と振動抑制光学腔に結合する.
- 低温環境でのシステム操作 (5K)
- Rydberg原子と超伝導共振器の間の強い結合を利用する.
主要な成果:
- 光学フォトントランスデューサーに ミリメートル波を量子で変換した
- 58%の内部変換効率を測定した.
- 変換帯域幅が360〜20kHzで,0.6の熱ノイズ光子を追加した.
結論:
- ハイブリッドシステムは 効率的な量子変換を可能にします これは量子ネットワークへの重要なステップです
- このプラットフォームは,ハイブリッドミリ波/光学量子科学の新しい分野を開きます.
- 可能性としては,絡み合った状態を生成し,強力な非ローカルな相互作用で量子シミュレーション/計算を行うことが含まれる.
