高吞吐量电-光上转换与下转换伴随微量光子噪声
一种具有足够低噪声和高信号传输率的微波-光学转换器,将能以超越量子存储器寿命的速度实现超导量子处理器间的纠缠态分发。该研究团队展示了一种基于薄膜结构的光电机械转换器测量结果,其信号吞吐量高达7 kHz效率-带宽-占空比乘积,在升频与降频转换中均趋近量子操作水平,输入等效附加噪声仅为3个光子。这种在单光子噪声水平实现的高吞吐降频转换性能尚属首例。通过量子信道容量分析,研究人员还推导出量子信息转换速率上限的表达式,揭示了提升转换器吞吐量与噪声性能并重的重要性。凭借现有方案的可行性改进,这种器件实现的高吞吐性能使薄膜转换器成为构建具有合理平均时间的量子网络的战略选择。
