连接两台稀释制冷机中超导电路的千米级光子链路

超导量子处理器是实现实用量子计算算法的领先平台。虽然已成功演示了具有数百个量子比特的超导量子处理器,但其进一步扩展受到稀释制冷机物理尺寸和冷却能力的限制。通过构建量子网络来连接不同制冷机中的量子比特可突破这一限制,该方案需要微波-光学转换器来实现长距离低损耗信号传输。尽管已有多种设计方案和实验演示实现了高效率、低附加噪声的转换器,但独立制冷机间的相干光子链路迄今尚未实现。该研究团队通过实验演示了分置于两个稀释制冷机中的超导电路间的相干信号传输,这是通过一对频率匹配的氮化铝电光转换器与1公里电信光纤互连实现的。当每个节点的转换器效率>0.1%时,整体转换效率较商用电光调制器可提升80分贝,为构建全量子化链路奠定基础。这项工作为通过光子链路互连的可扩展超导量子网络提供了关键设计准则。

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