On-chip distribution of quantum information using traveling phonons.
On-chip distribution of quantum information using traveling phonons.
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DOI：
10.1126/sciadv.add2811
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发表时间：
2022-11-16
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
在芯片上分布量子纠缠是实现可扩展量子处理器的关键一步。使用声子量子化的引导机械波包作为传输量子态的介质，由于其与其他载体（如电子或光子）相比尺寸小且传播速度低，现在正获得大量关注。此外，声子是在芯片上连接异质量子系统的非常有前途的候选者，例如通过光纤长距离传输量子态的微波和光子。在这里，我们通过实验证明了通过实现两个行进声子之间的量子纠缠和创建时间仓编码的行进声子量子比特来使用声子分配量子信息的可行性。机械量子态在光机械腔中产生，然后发射到声子波导中，在其中传播约200微米。我们进一步展示了如何声子，连同光子量子比特，可以用来违反贝尔型不等式。展示了一个在芯片上传输声子的平台，这将使混合量子设备和网络成为可能。
Distributing quantum entanglement on a chip is a crucial step toward realizing scalable quantum processors. Using traveling phonons—quantized guided mechanical wave packets—as a medium to transmit quantum states is now gaining substantial attention due to their small size and low propagation speed compared to other carriers, such as electrons or photons. Moreover, phonons are highly promising candidates to connect heterogeneous quantum systems on a chip, such as microwave and optical photons for long-distance transmission of quantum states via optical fibers. Here, we experimentally demonstrate the feasibility of distributing quantum information using phonons by realizing quantum entanglement between two traveling phonons and creating a time-bin–encoded traveling phononic qubit. The mechanical quantum state is generated in an optomechanical cavity and then launched into a phononic waveguide in which it propagates for around 200 micrometers. We further show how the phononic, together with a photonic qubit, can be used to violate a Bell-type inequality. A platform for traveling phonons on a chip is demonstrated, which will enable hybrid quantum devices and networks.
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影响因子：
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作者：
Hong, Sungkun;Riedinger, Ralf;Groeblacher, Simon
通讯作者：
Groeblacher, Simon
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作者：
Chan, Jasper;Mayer Alegre, T. P.;Painter, Oskar
通讯作者：
Painter, Oskar
影响因子：
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作者：
Andrews, R. W.;Peterson, R. W.;Lehnert, K. W.
通讯作者：
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作者：
Arute, Frank;Arya, Kunal;Martinis, John M.
通讯作者：
Martinis, John M.
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作者：
Golter, D. Andrew;Oo, Thein;Wang, Hailin
通讯作者：
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